សូមអរគុណសម្រាប់ការចូលមើលគេហទំព័រ nature.com។ កំណែកម្មវិធីរុករកដែលអ្នកកំពុងប្រើមានការគាំទ្រ CSS មានកំណត់។ ដើម្បីទទួលបានបទពិសោធន៍ល្អបំផុត យើងសូមណែនាំឱ្យអ្នកប្រើកំណែកម្មវិធីរុករកចុងក្រោយបំផុត (ឬបិទរបៀបឆបគ្នានៅក្នុង Internet Explorer)។ លើសពីនេះ ដើម្បីធានាបាននូវការគាំទ្រជាបន្តបន្ទាប់ គេហទំព័រនេះនឹងមិនរួមបញ្ចូលរចនាប័ទ្ម ឬ JavaScript ទេ។
ព្យុះធូលីបង្កការគំរាមកំហែងយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់ប្រទេសជាច្រើននៅជុំវិញពិភពលោក ដោយសារតែផលប៉ះពាល់បំផ្លិចបំផ្លាញរបស់វាទៅលើវិស័យកសិកម្ម សុខភាពមនុស្ស បណ្តាញដឹកជញ្ជូន និងហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធ។ ជាលទ្ធផល សំណឹកខ្យល់ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាបញ្ហាសកល។ វិធីសាស្រ្តមួយក្នុងចំណោមវិធីសាស្រ្តដែលមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថានដើម្បីទប់ស្កាត់សំណឹកខ្យល់គឺការប្រើប្រាស់ទឹកភ្លៀងកាបូណាតដែលបង្កឡើងដោយមីក្រូសរីរាង្គ (MICP)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ផលិតផលរងនៃ MICP ដែលមានមូលដ្ឋានលើការរិចរិលអ៊ុយរ៉េ ដូចជាអាម៉ូញាក់ មិនល្អទេនៅពេលផលិតក្នុងបរិមាណច្រើន។ ការសិក្សានេះបង្ហាញពីរូបមន្តពីរនៃបាក់តេរីបង្កើតកាល់ស្យូមសម្រាប់ការរិចរិល MICP ដោយមិនផលិតអ៊ុយរ៉េ ហើយប្រៀបធៀបប្រសិទ្ធភាពរបស់វាយ៉ាងទូលំទូលាយជាមួយនឹងរូបមន្តពីរនៃបាក់តេរីកាល់ស្យូមអាសេតាតដែលមិនផលិតអាម៉ូញាក់។ បាក់តេរីដែលត្រូវបានពិចារណាគឺ Bacillus subtilis និង Bacillus amyloliquefaciens។ ដំបូង តម្លៃដែលបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនៃកត្តាដែលគ្រប់គ្រងការបង្កើត CaCO3 ត្រូវបានកំណត់។ បន្ទាប់មក ការធ្វើតេស្តផ្លូវរូងក្រោមដីខ្យល់ត្រូវបានធ្វើឡើងលើគំរូដីខ្សាច់ដែលត្រូវបានព្យាបាលដោយរូបមន្តដែលបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង ហើយភាពធន់នឹងសំណឹកខ្យល់ ល្បឿនកម្រិតនៃការរបក និងភាពធន់នឹងការទម្លាក់គ្រាប់បែកខ្សាច់ត្រូវបានវាស់វែង។ ទម្រង់​កាល់ស្យូមកាបូណាត (CaCO3) ត្រូវបានវាយតម្លៃដោយប្រើមីក្រូទស្សន៍អុបទិក មីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កេន (SEM) និងការវិភាគឌីផ្រាក់ស្យុងកាំរស្មីអ៊ិច។ រូបមន្តដែលមានមូលដ្ឋានលើទម្រង់កាល់ស្យូមមានដំណើរការល្អជាងរូបមន្តដែលមានមូលដ្ឋានលើអាសេតាតទាក់ទងនឹងការបង្កើតកាល់ស្យូមកាបូណាត។ លើសពីនេះ B. subtilis បានផលិតកាល់ស្យូមកាបូណាតច្រើនជាង B. amyloliquefaciens។ មីក្រូទស្សន៍ SEM បានបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់អំពីការភ្ជាប់ និងការបោះពុម្ពនៃបាក់តេរីសកម្ម និងអសកម្មលើកាល់ស្យូមកាបូណាតដែលបណ្តាលមកពីដីល្បាប់។ រូបមន្តទាំងអស់បានកាត់បន្ថយការហូរច្រោះខ្យល់យ៉ាងច្រើន។
សំណឹកខ្យល់ត្រូវបានគេទទួលស្គាល់ជាយូរមកហើយថាជាបញ្ហាធំមួយដែលតំបន់ស្ងួត និងពាក់កណ្តាលស្ងួតកំពុងប្រឈមមុខ ដូចជាភាគនិរតីនៃសហរដ្ឋអាមេរិក ភាគខាងលិចប្រទេសចិន អាហ្វ្រិកសាហារ៉ា និងតំបន់មជ្ឈិមបូព៌ាភាគច្រើន។ ភ្លៀងធ្លាក់តិចនៅក្នុងអាកាសធាតុស្ងួត និងស្ងួតខ្លាំងបានផ្លាស់ប្តូរផ្នែកធំៗនៃតំបន់ទាំងនេះទៅជាវាលខ្សាច់ ដីខ្សាច់ និងដីដែលមិនទាន់ដាំដុះ។ សំណឹកខ្យល់ជាបន្តបន្ទាប់បង្កការគំរាមកំហែងដល់បរិស្ថានដល់ហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធដូចជាបណ្តាញដឹកជញ្ជូន ដីកសិកម្ម និងដីឧស្សាហកម្ម ដែលនាំឱ្យមានស្ថានភាពរស់នៅមិនល្អ និងការចំណាយខ្ពស់នៃការអភិវឌ្ឍទីក្រុងនៅក្នុងតំបន់ទាំងនេះ2,3,4។ អ្វីដែលសំខាន់នោះ សំណឹកខ្យល់មិនត្រឹមតែប៉ះពាល់ដល់ទីតាំងដែលវាកើតឡើងប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏បណ្តាលឱ្យមានបញ្ហាសុខភាព និងសេដ្ឋកិច្ចនៅក្នុងសហគមន៍ដាច់ស្រយាលផងដែរ ព្រោះវាដឹកជញ្ជូនភាគល្អិតតាមខ្យល់ទៅកាន់តំបន់ឆ្ងាយពីប្រភព5,6។
ការគ្រប់គ្រងសំណឹកដីដោយខ្យល់នៅតែជាបញ្ហាសកល។ វិធីសាស្រ្តផ្សេងៗនៃការធ្វើឱ្យដីមានស្ថេរភាពត្រូវបានប្រើដើម្បីគ្រប់គ្រងសំណឹកដីដោយខ្យល់។ វិធីសាស្រ្តទាំងនេះរួមមានសម្ភារៈដូចជាការប្រើប្រាស់ទឹក7 ស្រទាប់ប្រេង8 ជីវប៉ូលីមែរ5 ទឹកភ្លៀងកាបូណាតដែលបង្កឡើងដោយមីក្រូសរីរាង្គ (MICP)9,10,11,12 និងទឹកភ្លៀងកាបូណាតដែលបង្កឡើងដោយអង់ស៊ីម (EICP)1។ ការធ្វើឱ្យដីសើមគឺជាវិធីសាស្រ្តស្តង់ដារនៃការបង្ក្រាបធូលីនៅក្នុងវាលស្រែ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការហួតយ៉ាងលឿនរបស់វាធ្វើឱ្យវិធីសាស្រ្តនេះមានប្រសិទ្ធភាពមានកម្រិតនៅក្នុងតំបន់ស្ងួត និងពាក់កណ្តាលស្ងួត1។ ការប្រើប្រាស់សមាសធាតុស្រទាប់ប្រេងបង្កើនភាពស្អិតជាប់នៃខ្សាច់ និងការកកិតរវាងភាគល្អិត។ លក្ខណៈសម្បត្តិស្អិតជាប់របស់វាភ្ជាប់គ្រាប់ខ្សាច់ជាមួយគ្នា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ស្រទាប់ប្រេងក៏បង្កបញ្ហាផ្សេងទៀតផងដែរ។ ពណ៌ងងឹតរបស់វាបង្កើនការស្រូបយកកំដៅ និងនាំឱ្យរុក្ខជាតិ និងអតិសុខុមប្រាណស្លាប់។ ក្លិន និងផ្សែងរបស់វាអាចបណ្តាលឱ្យមានបញ្ហាផ្លូវដង្ហើម ហើយជាពិសេស តម្លៃខ្ពស់របស់វាគឺជាឧបសគ្គមួយទៀត។ ជីវប៉ូលីមែរគឺជាវិធីសាស្រ្តមួយក្នុងចំណោមវិធីសាស្រ្តដែលមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថានដែលត្រូវបានស្នើឡើងថ្មីៗនេះសម្រាប់កាត់បន្ថយសំណឹកដីដោយខ្យល់។ ពួកវាត្រូវបានស្រង់ចេញពីប្រភពធម្មជាតិដូចជារុក្ខជាតិ សត្វ និងបាក់តេរី។ ជ័រ Xanthan ជ័រ Guar ជ័រ Chitosan និងជ័រ Gellan គឺជាជីវប៉ូលីមែរដែលប្រើជាទូទៅបំផុតនៅក្នុងកម្មវិធីវិស្វកម្ម5។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ជីវប៉ូលីមែររលាយក្នុងទឹកអាចបាត់បង់កម្លាំង និងហូរចេញពីដីនៅពេលដែលប៉ះពាល់នឹងទឹក13,14។ EICP ត្រូវបានបង្ហាញថាជាវិធីសាស្ត្រទប់ស្កាត់ធូលីដ៏មានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់កម្មវិធីជាច្រើនប្រភេទ រួមទាំងផ្លូវមិនទាន់ក្រាលកៅស៊ូ ស្រះកាកសំណល់ និងការដ្ឋានសំណង់។ ទោះបីជាលទ្ធផលរបស់វាគួរឱ្យលើកទឹកចិត្តក៏ដោយ ក៏គុណវិបត្តិដែលអាចកើតមានមួយចំនួនត្រូវតែពិចារណា ដូចជាថ្លៃដើម និងកង្វះកន្លែងបង្កើតស្នូល (ដែលបង្កើនល្បឿននៃការបង្កើត និងការធ្លាក់ចុះនៃគ្រីស្តាល់ CaCO315,16)។
MICP ត្រូវបានពិពណ៌នាជាលើកដំបូងនៅចុងសតវត្សរ៍ទី 19 ដោយ Murray និង Irwin (1890) និង Steinmann (1901) នៅក្នុងការសិក្សារបស់ពួកគេអំពីការរិចរិលអ៊ុយរ៉េដោយអតិសុខុមប្រាណសមុទ្រ17។ MICP គឺជាដំណើរការជីវសាស្រ្តដែលកើតឡើងដោយធម្មជាតិដែលពាក់ព័ន្ធនឹងសកម្មភាពអតិសុខុមប្រាណជាច្រើនប្រភេទ និងដំណើរការគីមីដែលកាល់ស្យូមកាបូណាតត្រូវបានបង្កឡើងដោយប្រតិកម្មនៃអ៊ីយ៉ុងកាបូណាតពីសារធាតុរំលាយអតិសុខុមប្រាណជាមួយអ៊ីយ៉ុងកាល់ស្យូមនៅក្នុងបរិស្ថាន18,19។ MICP ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងវដ្តអាសូតដែលបំបែកអ៊ុយរ៉េ (urea-degrading MICP) គឺជាប្រភេទទូទៅបំផុតនៃទឹកភ្លៀងកាបូណាតដែលបង្កឡើងដោយអតិសុខុមប្រាណ ដែលអ៊ុយរ៉េសដែលផលិតដោយបាក់តេរីជំរុញការបំបែកអ៊ុយរ៉េ20,21,22,23,24,25,26,27 ដូចខាងក្រោម៖
នៅក្នុង MICP ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងវដ្តកាបូននៃអុកស៊ីតកម្មអំបិលសរីរាង្គ (MICP ដោយគ្មានប្រភេទរិចរិលអ៊ុយរ៉េ) បាក់តេរី heterotrophic ប្រើប្រាស់អំបិលសរីរាង្គដូចជា acetate, lactate, citrate, succinate, oxalate, malate និង glyoxylate ជាប្រភពថាមពលដើម្បីផលិតសារធាតុរ៉ែកាបូណាត28។ នៅក្នុងវត្តមាននៃកាល់ស្យូមឡាក់តាតជាប្រភពកាបូន និងអ៊ីយ៉ុងកាល់ស្យូម ប្រតិកម្មគីមីនៃការបង្កើតកាល់ស្យូមកាបូណាតត្រូវបានបង្ហាញក្នុងសមីការ (5)។
នៅក្នុងដំណើរការ MICP កោសិកាបាក់តេរីផ្តល់កន្លែងបង្កើតនុយក្លេអ៊ែរដែលមានសារៈសំខាន់ជាពិសេសសម្រាប់ការធ្លាក់ទឹកភ្លៀងនៃកាល់ស្យូមកាបូណាត។ ផ្ទៃកោសិកាបាក់តេរីមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន ហើយអាចដើរតួជាសារធាតុស្រូបយកសម្រាប់កាតាយុងពីរវ៉ាឡង់ដូចជាអ៊ីយ៉ុងកាល់ស្យូម។ តាមរយៈការស្រូបយកអ៊ីយ៉ុងកាល់ស្យូមទៅលើកោសិកាបាក់តេរី នៅពេលដែលកំហាប់អ៊ីយ៉ុងកាបូណាតគ្រប់គ្រាន់ កាតាយុងកាល់ស្យូម និងអានីយ៉ុងកាបូណាតមានប្រតិកម្ម ហើយកាល់ស្យូមកាបូណាតត្រូវបានធ្លាក់ទឹកភ្លៀងនៅលើផ្ទៃបាក់តេរី29,30។ ដំណើរការនេះអាចសង្ខេបបានដូចខាងក្រោម៖31,32៖
គ្រីស្តាល់កាល់ស្យូមកាបូណាតដែលបង្កើតដោយជីវសាស្រ្តអាចបែងចែកជាបីប្រភេទ៖ កាល់ស៊ីត វ៉ាតេរីត និងអារ៉ាហ្គោនីត។ ក្នុងចំណោមនោះ កាល់ស៊ីត និងវ៉ាតេរីត គឺជាអាល់ឡូម័រកាល់ស្យូមកាបូណាតដែលបង្កឡើងដោយបាក់តេរីទូទៅបំផុត33,34។ កាល់ស៊ីត គឺជាអាល់ឡូម័រកាល់ស្យូមកាបូណាតដែលមានស្ថេរភាពខាងទែរម៉ូឌីណាមិកបំផុត35។ ទោះបីជាវ៉ាតេរីតត្រូវបានរាយការណ៍ថាអាចរំលាយបានក៏ដោយ វានៅទីបំផុតប្រែទៅជាកាល់ស៊ីត36,37។ វ៉ាតេរីត គឺជាគ្រីស្តាល់ដែលក្រាស់បំផុត។ វាគឺជាគ្រីស្តាល់រាងឆកោនដែលមានសមត្ថភាពបំពេញរន្ធញើសបានល្អជាងគ្រីស្តាល់កាល់ស្យូមកាបូណាតផ្សេងទៀតដោយសារតែទំហំធំជាងរបស់វា38។ ទាំង MICP ដែលរលួយដោយអ៊ុយរ៉េ និងអ៊ុយរ៉េមិនរលួយអាចនាំឱ្យមានការตกตะกอนនៃវ៉ាតេរីត13,39,40,41។
ទោះបីជា MICP បានបង្ហាញពីសក្តានុពលដ៏ជោគជ័យក្នុងការធ្វើឱ្យដីដែលមានបញ្ហា និងដីដែលងាយនឹងសំណឹកដោយខ្យល់មានស្ថេរភាពក៏ដោយ42,43,44,45,46,47,48 ផលិតផលរងមួយនៃការបំបែកអ៊ុយរ៉េគឺអាម៉ូញាក់ ដែលអាចបណ្តាលឱ្យមានបញ្ហាសុខភាពពីស្រាលទៅធ្ងន់ធ្ងរអាស្រ័យលើកម្រិតនៃការប៉ះពាល់49។ ផលប៉ះពាល់នេះធ្វើឱ្យការប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាពិសេសនេះមានភាពចម្រូងចម្រាស ជាពិសេសនៅពេលដែលតំបន់ធំៗត្រូវការការព្យាបាល ដូចជាសម្រាប់ការបង្ក្រាបធូលីជាដើម។ លើសពីនេះ ក្លិនអាម៉ូញាក់មិនអាចទ្រាំទ្របាននៅពេលដែលដំណើរការនេះត្រូវបានអនុវត្តក្នុងអត្រាខ្ពស់នៃការអនុវត្ត និងបរិមាណច្រើន ដែលអាចប៉ះពាល់ដល់ការអនុវត្តជាក់ស្តែងរបស់វា។ ទោះបីជាការសិក្សាថ្មីៗបានបង្ហាញថាអ៊ីយ៉ុងអាម៉ូញ៉ូមអាចត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយការបំប្លែងវាទៅជាផលិតផលផ្សេងទៀតដូចជាស្ត្រូវីតក៏ដោយ វិធីសាស្រ្តទាំងនេះមិនយកអ៊ីយ៉ុងអាម៉ូញ៉ូមចេញទាំងស្រុង50 ទេ។ ដូច្នេះ នៅតែមានតម្រូវការក្នុងការស្វែងយល់ពីដំណោះស្រាយជំនួសដែលមិនបង្កើតអ៊ីយ៉ុងអាម៉ូញ៉ូម។ ការប្រើប្រាស់ផ្លូវរិចរិលមិនមែនអ៊ុយរ៉េសម្រាប់ MICP អាចផ្តល់នូវដំណោះស្រាយសក្តានុពលដែលត្រូវបានរុករកមិនបានល្អនៅក្នុងបរិបទនៃការកាត់បន្ថយសំណឹកដោយខ្យល់។ Fattahi et al. បានស៊ើបអង្កេតការរិចរិល MICP ដែលគ្មានអ៊ុយរ៉េ ដោយប្រើកាល់ស្យូមអាសេតាត និង Bacillus megaterium41 ខណៈពេលដែល Mohebbi និងក្រុមការងារ បានប្រើកាល់ស្យូមអាសេតាត និង Bacillus amyloliquefaciens9។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការសិក្សារបស់ពួកគេមិនត្រូវបានប្រៀបធៀបជាមួយប្រភពកាល់ស្យូមផ្សេងទៀត និងបាក់តេរី heterotrophic ដែលអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពធន់នឹងសំណឹកខ្យល់នោះទេ។ ក៏មានការខ្វះខាតឯកសារដែលប្រៀបធៀបផ្លូវរិចរិលដែលគ្មានអ៊ុយរ៉េ ជាមួយនឹងផ្លូវរិចរិលអ៊ុយរ៉េ ក្នុងការកាត់បន្ថយសំណឹកខ្យល់។
លើសពីនេះ ការសិក្សាភាគច្រើនអំពីសំណឹកខ្យល់ និងការគ្រប់គ្រងធូលីត្រូវបានធ្វើឡើងលើគំរូដីដែលមានផ្ទៃរាបស្មើ។1,51,52,53 ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ផ្ទៃរាបស្មើមិនសូវកើតមាននៅក្នុងធម្មជាតិដូចភ្នំ និងទំនាបនោះទេ។ នេះជាមូលហេតុដែលដីខ្សាច់គឺជាលក្ខណៈពិសេសនៃទេសភាពទូទៅបំផុតនៅក្នុងតំបន់វាលខ្សាច់។
ដើម្បីជម្នះចំណុចខ្វះខាតដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ ការសិក្សានេះមានគោលបំណងណែនាំសំណុំថ្មីនៃភ្នាក់ងារបាក់តេរីដែលមិនផលិតអាម៉ូញាក់។ ចំពោះគោលបំណងនេះ យើងបានពិចារណាលើផ្លូវ MICP ដែលមិនរលួយអ៊ុយរ៉េ។ ប្រសិទ្ធភាពនៃប្រភពកាល់ស្យូមពីរ (កាល់ស្យូមហ្វម៉ាត និងកាល់ស្យូមអាសេតាត) ត្រូវបានស៊ើបអង្កេត។ តាមចំណេះដឹងរបស់អ្នកនិពន្ធ ទឹកភ្លៀងកាបូណាតដោយប្រើប្រភពកាល់ស្យូម និងបាក់តេរីពីរប្រភេទរួមបញ្ចូលគ្នា (ឧ. កាល់ស្យូមហ្វម៉ាត-បាស៊ីលុស ស៊ូបទីលីស និងកាល់ស្យូមហ្វម៉ាត-បាស៊ីលុស អាមីឡូលីកហ្វាស៊ីអែន) មិនទាន់ត្រូវបានស៊ើបអង្កេតនៅក្នុងការសិក្សាពីមុនៗនៅឡើយទេ។ ជម្រើសនៃបាក់តេរីទាំងនេះគឺផ្អែកលើអង់ស៊ីមដែលពួកវាផលិតដែលជំរុញអុកស៊ីតកម្មនៃកាល់ស្យូមហ្វម៉ាត និងកាល់ស្យូមអាសេតាត ដើម្បីបង្កើតទឹកភ្លៀងកាបូណាតមីក្រូប៊ីក។ យើងបានរចនាការសិក្សាពិសោធន៍យ៉ាងហ្មត់ចត់មួយដើម្បីស្វែងរកកត្តាល្អបំផុតដូចជា pH ប្រភេទបាក់តេរី និងប្រភពកាល់ស្យូម និងកំហាប់របស់វា សមាមាត្រនៃបាក់តេរីទៅនឹងដំណោះស្រាយប្រភពកាល់ស្យូម និងពេលវេលាព្យាបាល។ ជាចុងក្រោយ ប្រសិទ្ធភាពនៃសំណុំភ្នាក់ងារបាក់តេរីនេះក្នុងការទប់ស្កាត់សំណឹកខ្យល់តាមរយៈទឹកភ្លៀងកាល់ស្យូមកាបូណាតត្រូវបានស៊ើបអង្កេតដោយការធ្វើតេស្តផ្លូវរូងក្រោមដីខ្យល់ជាបន្តបន្ទាប់លើដីខ្សាច់ ដើម្បីកំណត់ទំហំសំណឹកខ្យល់ ល្បឿនបំបែកកម្រិត និងភាពធន់នឹងការបាញ់ផ្លោងដោយខ្យល់នៃខ្សាច់ ហើយការវាស់វែងការជ្រៀតចូល និងការសិក្សាមីក្រូរចនាសម្ព័ន្ធ (ឧទាហរណ៍ ការវិភាគឌីផ្រាក់ស្យុងកាំរស្មីអ៊ិច (XRD) និងមីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុងស្កេន (SEM)) ក៏ត្រូវបានអនុវត្តផងដែរ។
ការផលិតកាល់ស្យូមកាបូណាតតម្រូវឱ្យមានអ៊ីយ៉ុងកាល់ស្យូម និងអ៊ីយ៉ុងកាបូណាត។ អ៊ីយ៉ុងកាល់ស្យូមអាចទទួលបានពីប្រភពកាល់ស្យូមជាច្រើនដូចជា កាល់ស្យូមក្លរួ កាល់ស្យូមអ៊ីដ្រូស៊ីត និងម្សៅទឹកដោះគោស្គម 54,55។ អ៊ីយ៉ុងកាបូណាតអាចត្រូវបានផលិតដោយវិធីសាស្ត្រអតិសុខុមប្រាណផ្សេងៗដូចជា អ៊ីដ្រូលីសអ៊ុយរ៉េ និងអុកស៊ីតកម្មអេរ៉ូប៊ីក ឬអាណាអេរ៉ូប៊ីកនៃសារធាតុសរីរាង្គ 56។ នៅក្នុងការសិក្សានេះ អ៊ីយ៉ុងកាបូណាតត្រូវបានទទួលពីប្រតិកម្មអុកស៊ីតកម្មនៃហ្វម៉ាតេ និងអាសេតាត។ លើសពីនេះ យើងបានប្រើអំបិលកាល់ស្យូមនៃហ្វម៉ាតេ និងអាសេតាតដើម្បីផលិតកាល់ស្យូមកាបូណាតសុទ្ធ ដូច្នេះមានតែ CO2 និង H2O ប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវបានទទួលជាផលិតផលរង។ នៅក្នុងដំណើរការនេះ មានតែសារធាតុមួយប៉ុណ្ណោះដែលបម្រើជាប្រភពកាល់ស្យូម និងប្រភពកាបូណាត ហើយមិនមានអាម៉ូញាក់ត្រូវបានផលិតទេ។ លក្ខណៈទាំងនេះធ្វើឱ្យវិធីសាស្ត្រផលិតប្រភពកាល់ស្យូម និងកាបូណាតដែលយើងចាត់ទុកថាមានជោគជ័យខ្លាំង។
ប្រតិកម្មដែលត្រូវគ្នានៃកាល់ស្យូមហ្វម៉ាត និងកាល់ស្យូមអាសេតាត ដើម្បីបង្កើតជាកាល់ស្យូមកាបូណាត ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបមន្ត (7)-(14)។ រូបមន្ត (7)-(11) បង្ហាញថាកាល់ស្យូមហ្វម៉ាតរលាយក្នុងទឹក ដើម្បីបង្កើតជាអាស៊ីតហ្វមិក ឬហ្វម៉ាត។ ដូច្នេះ ដំណោះស្រាយគឺជាប្រភពនៃអ៊ីយ៉ុងកាល់ស្យូម និងអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូស៊ីតសេរី (រូបមន្ត 8 និង 9)។ ជាលទ្ធផលនៃអុកស៊ីតកម្មនៃអាស៊ីតហ្វមិក អាតូមកាបូននៅក្នុងអាស៊ីតហ្វមិក ត្រូវបានបំប្លែងទៅជាកាបូនឌីអុកស៊ីត (រូបមន្ត 10)។ កាល់ស្យូមកាបូណាត ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅទីបំផុត (រូបមន្ត 11 និង 12)។
ស្រដៀងគ្នានេះដែរ កាល់ស្យូមកាបូណាតត្រូវបានបង្កើតឡើងពីកាល់ស្យូមអាសេតាត (សមីការ 13–15) លើកលែងតែអាស៊ីតអាសេទិក ឬអាសេតាតត្រូវបានបង្កើតឡើងជំនួសអាស៊ីតហ្វមីក។
បើគ្មានវត្តមានអង់ស៊ីមទេ អាសេតាត និងហ្វម៉ាតមិនអាចកត់សុីនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់បានទេ។ FDH (ហ្វម៉ាត ឌីអ៊ីដ្រូហ្សែនណាស) និង CoA (កូអង់ស៊ីម A) ជំរុញអុកស៊ីតកម្មហ្វម៉ាត និងអាសេតាត ដើម្បីបង្កើតជាកាបូនឌីអុកស៊ីតរៀងៗខ្លួន (សមីការ 16, 17) 57, 58, 59។ បាក់តេរីជាច្រើនប្រភេទមានសមត្ថភាពផលិតអង់ស៊ីមទាំងនេះ ហើយបាក់តេរីហេតេរ៉ូត្រូពិច គឺ បាស៊ីលុស ស៊ូបទីលីស (PTCC #1204 (ការប្រមូលវប្បធម៌ប្រភេទពែរ្ស) ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជា NCIMB #13061 (ការប្រមូលអន្តរជាតិនៃបាក់តេរី ដំបែ ផាច ប្លាស្មីត គ្រាប់ពូជរុក្ខជាតិ និងវប្បធម៌ជាលិកាកោសិការុក្ខជាតិ)) និង បាស៊ីលុស អាមីឡូលីកហ្វាស៊ីអែន (PTCC #1732, NCIMB #12077) ត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងការសិក្សានេះ។ បាក់តេរីទាំងនេះត្រូវបានដាំដុះក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកដែលមានប៉ិបតូនសាច់ (5 ក្រាម/លីត្រ) និងសារធាតុចម្រាញ់ពីសាច់ (3 ក្រាម/លីត្រ) ដែលហៅថា ទឹកស៊ុបសារធាតុចិញ្ចឹម (NBR) (105443 Merck)។
ដូច្នេះ រូបមន្តចំនួនបួនត្រូវបានរៀបចំឡើងដើម្បីបង្កើតទឹកភ្លៀងកាល់ស្យូមកាបូណាតដោយប្រើប្រាស់ប្រភពកាល់ស្យូមពីរ និងបាក់តេរីពីរ៖ កាល់ស្យូមហ្វម៉ាត និងបាស៊ីលុស ស៊ូបទីលីស (FS) កាល់ស្យូមហ្វម៉ាត និងបាស៊ីលុស អាមីឡូលីកហ្វាស៊ីអែន (FA) កាល់ស្យូមអាសេតាត និងបាស៊ីលុស ស៊ូបទីលីស (AS) និងកាល់ស្យូមអាសេតាត និងបាស៊ីលុស អាមីឡូលីកហ្វាស៊ីអែន (AA)។
នៅក្នុងផ្នែកដំបូងនៃការរចនាពិសោធន៍ ការធ្វើតេស្តត្រូវបានធ្វើឡើងដើម្បីកំណត់ការរួមបញ្ចូលគ្នាដ៏ល្អបំផុតដែលនឹងសម្រេចបាននូវការផលិតកាល់ស្យូមកាបូណាតអតិបរមា។ ដោយសារតែគំរូដីមានផ្ទុកកាល់ស្យូមកាបូណាត សំណុំនៃការធ្វើតេស្តវាយតម្លៃបឋមត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីវាស់ស្ទង់ CaCO3 ដែលផលិតដោយការរួមបញ្ចូលគ្នាផ្សេងៗគ្នាបានយ៉ាងត្រឹមត្រូវ ហើយល្បាយនៃឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌ និងដំណោះស្រាយប្រភពកាល់ស្យូមត្រូវបានវាយតម្លៃ។ សម្រាប់ការរួមបញ្ចូលគ្នានីមួយៗនៃដំណោះស្រាយប្រភពកាល់ស្យូម និងបាក់តេរីដែលបានកំណត់ខាងលើ (FS, FA, AS និង AA) កត្តាបង្កើនប្រសិទ្ធភាព (កំហាប់ប្រភពកាល់ស្យូម ពេលវេលាព្យាបាល កំហាប់ដំណោះស្រាយបាក់តេរីដែលវាស់ដោយដង់ស៊ីតេអុបទិកនៃដំណោះស្រាយ (OD) សមាមាត្រដំណោះស្រាយប្រភពកាល់ស្យូមទៅនឹងបាក់តេរី និង pH) ត្រូវបានទាញយក និងប្រើប្រាស់ក្នុងការធ្វើតេស្តផ្លូវរូងក្រោមដីខ្យល់ព្យាបាលដីខ្សាច់ដែលបានពិពណ៌នានៅក្នុងផ្នែកខាងក្រោម។
សម្រាប់ការរួមបញ្ចូលគ្នានីមួយៗ ការពិសោធន៍ចំនួន 150 ត្រូវបានធ្វើឡើងដើម្បីសិក្សាពីឥទ្ធិពលនៃទឹកភ្លៀង CaCO3 និងវាយតម្លៃកត្តាផ្សេងៗ ពោលគឺកំហាប់ប្រភពកាល់ស្យូម ពេលវេលាព្យាបាល តម្លៃ OD របស់បាក់តេរី សមាមាត្រប្រភពកាល់ស្យូមទៅនឹងដំណោះស្រាយបាក់តេរី និង pH អំឡុងពេលអុកស៊ីតកម្មអេរ៉ូប៊ីកនៃសារធាតុសរីរាង្គ (តារាងទី 1)។ ជួរ pH សម្រាប់ដំណើរការដែលបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងត្រូវបានជ្រើសរើសដោយផ្អែកលើខ្សែកោងលូតលាស់របស់ Bacillus subtilis និង Bacillus amyloliquefaciens ដើម្បីទទួលបានការលូតលាស់លឿនជាងមុន។ នេះត្រូវបានពន្យល់លម្អិតបន្ថែមទៀតនៅក្នុងផ្នែកលទ្ធផល។
ជំហានខាងក្រោមត្រូវបានប្រើដើម្បីរៀបចំគំរូសម្រាប់ដំណាក់កាលបង្កើនប្រសិទ្ធភាព។ ដំណោះស្រាយ MICP ត្រូវបានរៀបចំដំបូងដោយការកែតម្រូវ pH ដំបូងនៃឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌ ហើយបន្ទាប់មកត្រូវបានសម្លាប់មេរោគនៅសីតុណ្ហភាព 121°C រយៈពេល 15 នាទី។ បន្ទាប់មក ពូជនេះត្រូវបានចាក់បញ្ចូលក្នុងលំហូរខ្យល់ laminar ហើយរក្សានៅក្នុងឧបករណ៍ភ្ញាស់រំញ័រនៅសីតុណ្ហភាព 30°C និង 180 rpm។ នៅពេលដែល OD នៃបាក់តេរីឈានដល់កម្រិតដែលចង់បាន វាត្រូវបានលាយជាមួយនឹងដំណោះស្រាយប្រភពកាល់ស្យូមក្នុងសមាមាត្រដែលចង់បាន (រូបភាពទី 1a)។ ដំណោះស្រាយ MICP ត្រូវបានអនុញ្ញាតឱ្យមានប្រតិកម្ម និងរឹងនៅក្នុងឧបករណ៍ភ្ញាស់រំញ័រនៅសីតុណ្ហភាព 220 rpm និង 30°C សម្រាប់ពេលវេលាដែលឈានដល់តម្លៃគោលដៅ។ CaCO3 ដែលបានធ្លាក់ត្រូវបានបំបែកបន្ទាប់ពីការបង្វិលនៅ 6000 g រយៈពេល 5 នាទី ហើយបន្ទាប់មកស្ងួតនៅសីតុណ្ហភាព 40°C ដើម្បីរៀបចំគំរូសម្រាប់ការធ្វើតេស្ត calcimeter (រូបភាពទី 1b)។ បន្ទាប់មក ទឹកភ្លៀងនៃ CaCO3 ត្រូវបានវាស់ដោយប្រើឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ Bernard calcimeter ដែលម្សៅ CaCO3 មានប្រតិកម្មជាមួយ 1.0 N HCl (ASTM-D4373-02) ដើម្បីបង្កើត CO2 ហើយបរិមាណឧស្ម័ននេះគឺជារង្វាស់នៃមាតិកា CaCO3 (រូបភាពទី 1c)។ ដើម្បីបំលែងបរិមាណ CO2 ទៅជាមាតិកា CaCO3 ខ្សែកោងក្រិតតាមខ្នាតត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការលាងសម្អាតម្សៅ CaCO3 សុទ្ធជាមួយ 1 N HCl ហើយគូសវាទល់នឹង CO2 ដែលវិវត្ត។ រូបរាង និងភាពបរិសុទ្ធនៃម្សៅ CaCO3 ដែលទឹកភ្លៀងត្រូវបានស៊ើបអង្កេតដោយប្រើការថតរូបភាព SEM និងការវិភាគ XRD។ មីក្រូទស្សន៍អុបទិកដែលមានការពង្រីក 1000 ត្រូវបានប្រើដើម្បីសិក្សាពីការបង្កើតកាល់ស្យូមកាបូណាតជុំវិញបាក់តេរី ដំណាក់កាលនៃកាល់ស្យូមកាបូណាតដែលបង្កើតឡើង និងសកម្មភាពរបស់បាក់តេរី។
អាងទឹក Dejegh គឺជាតំបន់ដែលល្បីល្បាញដោយសារការហូរច្រោះខ្លាំងនៅក្នុងខេត្ត Fars ភាគនិរតីនៃប្រទេសអ៊ីរ៉ង់ ហើយអ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រមូលសំណាកដីដែលហូរច្រោះដោយខ្យល់ពីតំបន់នោះ។ សំណាកទាំងនោះត្រូវបានយកចេញពីផ្ទៃដីសម្រាប់ការសិក្សា។ ការធ្វើតេស្តសូចនាករលើសំណាកដីបានបង្ហាញថា ដីនេះជាដីខ្សាច់ដែលមានដីល្បាប់មិនល្អ ហើយត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជា SP-SM យោងទៅតាមប្រព័ន្ធចំណាត់ថ្នាក់ដីបង្រួបបង្រួម (USC) (រូបភាពទី 2a)។ ការវិភាគ XRD បានបង្ហាញថា ដី Dejegh ភាគច្រើនផ្សំឡើងដោយ calcite និង quartz (រូបភាពទី 2b)។ លើសពីនេះ ការវិភាគ EDX បានបង្ហាញថា ធាតុផ្សេងទៀតដូចជា Al, K និង Fe ក៏មានវត្តមានក្នុងសមាមាត្រតូចជាងផងដែរ។
ដើម្បីរៀបចំដីខ្សាច់ក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍សម្រាប់ការធ្វើតេស្តសំណឹកខ្យល់ ដីត្រូវបានកំទេចពីកម្ពស់ 170 មីលីម៉ែត្រ តាមរយៈចីវលោដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 10 មីលីម៉ែត្រ ទៅលើផ្ទៃរឹងមួយ ដែលបណ្តាលឱ្យដីខ្សាច់ធម្មតាមានកម្ពស់ 60 មីលីម៉ែត្រ និងអង្កត់ផ្ចិត 210 មីលីម៉ែត្រ។ នៅក្នុងធម្មជាតិ ដីខ្សាច់ដែលមានដង់ស៊ីតេទាបបំផុតត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយដំណើរការអេអូលៀន។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ គំរូដែលរៀបចំដោយប្រើនីតិវិធីខាងលើមានដង់ស៊ីតេទាក់ទងទាបបំផុត γ = 14.14 kN/m³ ដែលបង្កើតជាកោណខ្សាច់ដែលដាក់នៅលើផ្ទៃផ្ដេកដែលមានមុំផ្ដេកប្រហែល 29.7°។
ដំណោះស្រាយ MICP ល្អបំផុតដែលទទួលបាននៅក្នុងផ្នែកមុនត្រូវបានបាញ់ទៅលើជម្រាលដីខ្សាច់ក្នុងអត្រាអនុវត្ត 1, 2 និង 3 lm-2 ហើយបន្ទាប់មកគំរូត្រូវបានរក្សាទុកក្នុងម៉ាស៊ីនភ្ញាស់នៅសីតុណ្ហភាព 30°C (រូបភាពទី 3) រយៈពេល 9 ថ្ងៃ (ពោលគឺពេលវេលាស្ងួតល្អបំផុត) ហើយបន្ទាប់មកយកចេញសម្រាប់ការធ្វើតេស្តផ្លូវរូងក្រោមដីខ្យល់។
សម្រាប់ការព្យាបាលនីមួយៗ គំរូចំនួនបួនត្រូវបានរៀបចំ មួយសម្រាប់វាស់មាតិកាកាល់ស្យូមកាបូណាត និងកម្លាំងផ្ទៃដោយប្រើឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ជម្រៅ ហើយគំរូចំនួនបីដែលនៅសល់ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការធ្វើតេស្តសំណឹកនៅល្បឿនបីផ្សេងគ្នា។ នៅក្នុងការធ្វើតេស្តផ្លូវរូងក្រោមដីខ្យល់ បរិមាណសំណឹកត្រូវបានកំណត់នៅល្បឿនខ្យល់ផ្សេងៗគ្នា ហើយបន្ទាប់មកល្បឿនបំបែកកម្រិតសម្រាប់គំរូព្យាបាលនីមួយៗត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើគ្រោងនៃបរិមាណសំណឹកធៀបនឹងល្បឿនខ្យល់។ បន្ថែមពីលើការធ្វើតេស្តសំណឹកខ្យល់ គំរូដែលបានព្យាបាលត្រូវបានទទួលរងនូវការបាញ់ខ្សាច់ (ឧ. ការពិសោធន៍លោត)។ គំរូបន្ថែមពីរទៀតត្រូវបានរៀបចំសម្រាប់គោលបំណងនេះក្នុងអត្រាអនុវត្ត 2 និង 3 លីត្រ/ម៉ែត្រការ៉េ។ ការធ្វើតេស្តបាញ់ខ្សាច់មានរយៈពេល 15 នាទីជាមួយនឹងលំហូរ 120 gm-1 ដែលស្ថិតនៅក្នុងជួរនៃតម្លៃដែលបានជ្រើសរើសនៅក្នុងការសិក្សាមុនៗ 60,61,62។ ចម្ងាយផ្ដេករវាងក្បាលសំណឹក និងមូលដ្ឋានខ្សាច់គឺ 800 មីលីម៉ែត្រ ដែលមានទីតាំងស្ថិតនៅ 100 មីលីម៉ែត្រពីលើបាតផ្លូវរូងក្រោមដី។ ទីតាំងនេះត្រូវបានកំណត់ដូច្នេះភាគល្អិតខ្សាច់លោតស្ទើរតែទាំងអស់បានធ្លាក់លើខ្សាច់។
ការធ្វើតេស្តផ្លូវរូងក្រោមដីខ្យល់ត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងផ្លូវរូងក្រោមដីខ្យល់បើកចំហដែលមានប្រវែង 8 ម៉ែត្រ ទទឹង 0.4 ម៉ែត្រ និងកម្ពស់ 1 ម៉ែត្រ (រូបភាពទី 4a)។ ផ្លូវរូងក្រោមដីខ្យល់នេះត្រូវបានផលិតពីសន្លឹកដែកស័ង្កសី ហើយអាចបង្កើតល្បឿនខ្យល់រហូតដល់ 25 ម៉ែត្រ/វិនាទី។ លើសពីនេះ ឧបករណ៍បម្លែងប្រេកង់ត្រូវបានប្រើដើម្បីកែតម្រូវប្រេកង់កង្ហារ និងបង្កើនប្រេកង់បន្តិចម្តងៗ ដើម្បីទទួលបានល្បឿនខ្យល់គោលដៅ។ រូបភាពទី 4b បង្ហាញដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍នៃដីខ្សាច់ដែលហូរច្រោះដោយខ្យល់ និងទម្រង់ល្បឿនខ្យល់ដែលវាស់នៅក្នុងផ្លូវរូងក្រោមដីខ្យល់។
ជាចុងក្រោយ ដើម្បីប្រៀបធៀបលទ្ធផលនៃរូបមន្ត MICP មិនមែន urealytic ដែលបានស្នើឡើងនៅក្នុងការសិក្សានេះជាមួយនឹងលទ្ធផលនៃការធ្វើតេស្តត្រួតពិនិត្យ MICP urealytic គំរូដីខ្សាច់ក៏ត្រូវបានរៀបចំ និងព្យាបាលដោយដំណោះស្រាយជីវសាស្រ្តដែលមានផ្ទុក urea កាល់ស្យូមក្លរួ និង Sporosarcina pasteurii (ដោយសារ Sporosarcina pasteurii មានសមត្ថភាពសំខាន់ក្នុងការផលិត urease63)។ ដង់ស៊ីតេអុបទិកនៃដំណោះស្រាយបាក់តេរីគឺ 1.5 ហើយកំហាប់នៃ urea និងកាល់ស្យូមក្លរួគឺ 1 M (ជ្រើសរើសដោយផ្អែកលើតម្លៃដែលបានណែនាំនៅក្នុងការសិក្សាមុនៗ36,64,65)។ ឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌មានទំពាំងបាយជូរសារធាតុចិញ្ចឹម (8 ក្រាម/លីត្រ) និង urea (20 ក្រាម/លីត្រ)។ ដំណោះស្រាយបាក់តេរីត្រូវបានបាញ់លើផ្ទៃដីខ្សាច់ ហើយទុកចោលរយៈពេល 24 ម៉ោងសម្រាប់ការភ្ជាប់បាក់តេរី។ បន្ទាប់ពីភ្ជាប់រយៈពេល 24 ម៉ោង ដំណោះស្រាយស៊ីម៉ង់ត៍ (កាល់ស្យូមក្លរួ និង urea) ត្រូវបានបាញ់។ ការធ្វើតេស្តត្រួតពិនិត្យ MICP urealytic ត្រូវបានគេហៅថា UMC។ មាតិកាកាល់ស្យូមកាបូណាតនៃគំរូដីដែលបានព្យាបាលដោយ urealytic និងមិនមែន urealytic ត្រូវបានទទួលដោយការលាងសម្អាតតាមនីតិវិធីដែលបានស្នើឡើងដោយ Choi et al.66
រូបភាពទី 5 បង្ហាញខ្សែកោងកំណើនរបស់បាក់តេរី Bacillus amyloliquefaciens និងបាក់តេរី Bacillus subtilis នៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកសារធាតុចិញ្ចឹម (ដំណោះស្រាយសារធាតុចិញ្ចឹម) ដែលមានជួរ pH ដំបូងពី 5 ដល់ 10។ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាព បាក់តេរី Bacillus amyloliquefaciens និងបាក់តេរី Bacillus subtilis លូតលាស់លឿនជាងមុននៅ pH 6-8 និង 7-9 រៀងគ្នា។ ដូច្នេះ ជួរ pH នេះត្រូវបានអនុម័តនៅក្នុងដំណាក់កាលធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង។
ខ្សែកោងកំណើនរបស់ (ក) បាស៊ីលុស អាមីឡូលីកហ្វាស៊ីអែន និង (ខ) បាស៊ីលុស ស៊ូបទីលីស នៅតម្លៃ pH ដំបូងផ្សេងៗគ្នានៃឧបករណ៍ផ្ទុកសារធាតុចិញ្ចឹម។
រូបភាពទី 6 បង្ហាញពីបរិមាណកាបូនឌីអុកស៊ីតដែលផលិតនៅក្នុងឧបករណ៍វាស់កំបោរ Bernard ដែលតំណាងឱ្យកាល់ស្យូមកាបូណាតដែលបានធ្លាក់ (CaCO3)។ ដោយសារតែកត្តាមួយត្រូវបានជួសជុលនៅក្នុងការរួមបញ្ចូលគ្នានីមួយៗ ហើយកត្តាផ្សេងទៀតត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរ ចំណុចនីមួយៗនៅលើក្រាហ្វទាំងនេះត្រូវគ្នាទៅនឹងបរិមាណអតិបរមានៃកាបូនឌីអុកស៊ីតនៅក្នុងសំណុំនៃការពិសោធន៍នោះ។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព នៅពេលដែលកំហាប់ប្រភពកាល់ស្យូមកើនឡើង ការផលិតកាល់ស្យូមកាបូណាតក៏កើនឡើង។ ដូច្នេះ កំហាប់ប្រភពកាល់ស្យូមប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើការផលិតកាល់ស្យូមកាបូណាត។ ដោយសារតែប្រភពកាល់ស្យូម និងប្រភពកាបូនគឺដូចគ្នា (ឧ. កាល់ស្យូមហ្វម៉ាត និងកាល់ស្យូមអាសេតាត) អ៊ីយ៉ុងកាល់ស្យូមកាន់តែច្រើនត្រូវបានបញ្ចេញ កាល់ស្យូមកាបូណាតកាន់តែច្រើនត្រូវបានបង្កើតឡើង (រូបភាពទី 6a)។ នៅក្នុងរូបមន្ត AS និង AA ការផលិតកាល់ស្យូមកាបូណាតបានបន្តកើនឡើងជាមួយនឹងពេលវេលាព្យាបាលកើនឡើងរហូតដល់បរិមាណនៃទឹកភ្លៀងស្ទើរតែមិនផ្លាស់ប្តូរបន្ទាប់ពី 9 ថ្ងៃ។ នៅក្នុងរូបមន្ត FA អត្រានៃការបង្កើតកាល់ស្យូមកាបូណាតបានថយចុះនៅពេលដែលពេលវេលាព្យាបាលលើសពី 6 ថ្ងៃ។ បើប្រៀបធៀបជាមួយរូបមន្តផ្សេងទៀត រូបមន្ត FS បានបង្ហាញពីអត្រានៃការបង្កើតកាល់ស្យូមកាបូណាតទាបបន្ទាប់ពី 3 ថ្ងៃ (រូបភាពទី 6b)។ នៅក្នុងរូបមន្ត FA និង FS 70% និង 87% នៃការផលិតកាល់ស្យូមកាបូណាតសរុបត្រូវបានទទួលបន្ទាប់ពីបីថ្ងៃ ខណៈពេលដែលនៅក្នុងរូបមន្ត AA និង AS សមាមាត្រនេះមានត្រឹមតែប្រហែល 46% និង 45% រៀងៗខ្លួន។ នេះបង្ហាញថារូបមន្តដែលមានមូលដ្ឋានលើអាស៊ីតហ្វមិកមានអត្រាបង្កើត CaCO3 ខ្ពស់ជាងនៅដំណាក់កាលដំបូងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងរូបមន្តដែលមានមូលដ្ឋានលើអាសេតាត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អត្រាបង្កើតថយចុះជាមួយនឹងពេលវេលារឹងកើនឡើង។ អាចសន្និដ្ឋានបានពីរូបភាពទី 6c ថា សូម្បីតែនៅកំហាប់បាក់តេរីលើសពី OD1 ក៏ដោយ ក៏មិនមានការចូលរួមចំណែកគួរឱ្យកត់សម្គាល់ចំពោះការបង្កើតកាល់ស្យូមកាបូណាតដែរ។
ការ​ប្រែប្រួល​បរិមាណ CO2 (និង​មាតិកា CaCO3 ដែល​ត្រូវគ្នា) ដែល​វាស់​ដោយ​ម៉ាស៊ីន​វាស់​កាល់ស្យូម Bernard ជា​មុខងារ​នៃ (ក) កំហាប់​ប្រភព​កាល់ស្យូម (ខ) ពេលវេលា​កំណត់ (គ) OD (ឃ) pH ដំបូង (ង) សមាមាត្រ​នៃ​ប្រភព​កាល់ស្យូម​ទៅ​នឹង​ដំណោះស្រាយ​បាក់តេរី (សម្រាប់​រូបមន្ត​នីមួយៗ)។ និង (ច) បរិមាណ​កាល់ស្យូម​កាបូណាត​អតិបរមា​ដែល​ផលិត​សម្រាប់​ការ​រួម​បញ្ចូល​គ្នា​នៃ​ប្រភព​កាល់ស្យូម និង​បាក់តេរី​នីមួយៗ។
ទាក់ទងនឹងឥទ្ធិពលនៃ pH ដំបូងនៃឧបករណ៍ផ្ទុក រូបភាពទី 6d បង្ហាញថាសម្រាប់ FA និង FS ការផលិត CaCO3 បានឈានដល់តម្លៃអតិបរមានៅ pH 7។ ការសង្កេតនេះគឺស្របនឹងការសិក្សាពីមុនដែលថាអង់ស៊ីម FDH មានស្ថេរភាពបំផុតនៅ pH 7-6.7។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្រាប់ AA និង AS ទឹកភ្លៀង CaCO3 បានកើនឡើងនៅពេលដែល pH លើសពី 7។ ការសិក្សាពីមុនក៏បានបង្ហាញផងដែរថាជួរ pH ល្អបំផុតសម្រាប់សកម្មភាពអង់ស៊ីម CoA គឺចាប់ពី 8 ដល់ 9.2-6.8។ ដោយពិចារណាថាជួរ pH ល្អបំផុតសម្រាប់សកម្មភាពអង់ស៊ីម CoA និងការលូតលាស់របស់ B. amyloliquefaciens គឺ (8-9.2) និង (6-8) រៀងគ្នា (រូបភាពទី 5a) pH ល្អបំផុតនៃរូបមន្ត AA ត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងមាន 8 ហើយជួរ pH ទាំងពីរត្រួតស៊ីគ្នា។ ការពិតនេះត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយការពិសោធន៍ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 6d។ ដោយសារ pH ល្អបំផុតសម្រាប់ការលូតលាស់របស់ B. subtilis គឺ 7-9 (រូបភាពទី 5b) និង pH ល្អបំផុតសម្រាប់សកម្មភាពអង់ស៊ីម CoA គឺ 8-9.2 ទិន្នផលទឹកភ្លៀង CaCO3 អតិបរមាត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងស្ថិតនៅក្នុងជួរ pH 8-9 ដែលត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយរូបភាពទី 6d (ឧ. pH ទឹកភ្លៀងល្អបំផុតគឺ 9)។ លទ្ធផលដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 6e បង្ហាញថាសមាមាត្រល្អបំផុតនៃដំណោះស្រាយប្រភពកាល់ស្យូមទៅនឹងដំណោះស្រាយបាក់តេរីគឺ 1 សម្រាប់ទាំងដំណោះស្រាយអាសេតាត និងហ្វម៉ាត។ សម្រាប់ការប្រៀបធៀប ការអនុវត្តនៃរូបមន្តផ្សេងៗគ្នា (ឧ. AA, AS, FA និង FS) ត្រូវបានវាយតម្លៃដោយផ្អែកលើការផលិត CaCO3 អតិបរមាក្រោមលក្ខខណ្ឌផ្សេងៗគ្នា (ឧ. កំហាប់ប្រភពកាល់ស្យូម ពេលវេលាព្យាបាល OD សមាមាត្រប្រភពកាល់ស្យូមទៅនឹងដំណោះស្រាយបាក់តេរី និង pH ដំបូង)។ ក្នុងចំណោមរូបមន្តដែលបានសិក្សា រូបមន្ត FS មានការផលិត CaCO3 ខ្ពស់បំផុត ដែលមានប្រហែលបីដងនៃរូបមន្ត AA (រូបភាពទី 6f)។ ការពិសោធន៍ត្រួតពិនិត្យគ្មានបាក់តេរីចំនួនបួនត្រូវបានធ្វើឡើងសម្រាប់ប្រភពកាល់ស្យូមទាំងពីរ ហើយមិនមានទឹកភ្លៀង CaCO3 ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញបន្ទាប់ពី 30 ថ្ងៃ។
រូបភាពមីក្រូទស្សន៍អុបទិកនៃរូបមន្តទាំងអស់បានបង្ហាញថា វ៉ាតេរីតគឺជាដំណាក់កាលសំខាន់ដែលកាល់ស្យូមកាបូណាតត្រូវបានបង្កើតឡើង (រូបភាពទី 7)។ គ្រីស្តាល់វ៉ាតេរីតមានរាងស្វ៊ែរ 69, 70, 71។ វាត្រូវបានគេរកឃើញថា កាល់ស្យូមកាបូណាតបានធ្លាក់លើកោសិកាបាក់តេរី ពីព្រោះផ្ទៃនៃកោសិកាបាក់តេរីមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន ហើយអាចដើរតួជាសារធាតុស្រូបយកសម្រាប់កាតាយុងទ្វេ។ ដោយយករូបមន្ត FS ជាឧទាហរណ៍នៅក្នុងការសិក្សានេះ បន្ទាប់ពី 24 ម៉ោង កាល់ស្យូមកាបូណាតបានចាប់ផ្តើមបង្កើតនៅលើកោសិកាបាក់តេរីមួយចំនួន (រូបភាពទី 7a) ហើយបន្ទាប់ពី 48 ម៉ោង ចំនួនកោសិកាបាក់តេរីដែលស្រោបដោយកាល់ស្យូមកាបូណាតបានកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់។ លើសពីនេះ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 7b ភាគល្អិតវ៉ាតេរីតក៏អាចត្រូវបានរកឃើញផងដែរ។ ជាចុងក្រោយ បន្ទាប់ពី 72 ម៉ោង បាក់តេរីមួយចំនួនធំហាក់ដូចជាត្រូវបានចងភ្ជាប់ដោយគ្រីស្តាល់វ៉ាតេរីត ហើយចំនួនភាគល្អិតវ៉ាតេរីតបានកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ (រូបភាពទី 7c)។
ការសង្កេតមើលដោយមីក្រូទស្សន៍អុបទិកនៃទឹកភ្លៀង CaCO3 នៅក្នុងសមាសធាតុ FS តាមពេលវេលា៖ (ក) 24, (ខ) 48 និង (គ) 72 ម៉ោង។
ដើម្បីស៊ើបអង្កេតបន្ថែមអំពីរូបរាងនៃដំណាក់កាលដែលបានធ្លាក់ ការវិភាគកាំរស្មីអ៊ិច (XRD) និង SEM នៃម្សៅត្រូវបានអនុវត្ត។ វិសាលគម XRD (រូបភាពទី 8a) និងមីក្រូក្រាហ្វ SEM (រូបភាពទី 8b, c) បានបញ្ជាក់ពីវត្តមាននៃគ្រីស្តាល់វ៉ាតេរីត ដោយសារវាមានរាងដូចស្លឹកសាឡាត់ ហើយការឆ្លើយឆ្លងគ្នារវាងកំពូលវ៉ាតេរីត និងកំពូលនៃទឹកភ្លៀងត្រូវបានគេសង្កេតឃើញ។
(ក) ការប្រៀបធៀបវិសាលគមឌីផ្រាក់ស្យុងកាំរស្មីអ៊ិចនៃ CaCO3 ដែលបានបង្កើតឡើង និង vaterite។ មីក្រូទស្សន៍ SEM នៃ vaterite នៅកម្រិតពង្រីក (ខ) 1 kHz និង (គ) 5.27 kHz រៀងៗខ្លួន។
លទ្ធផលនៃការធ្វើតេស្តផ្លូវរូងក្រោមដីខ្យល់ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 9a, ខ។ យើងអាចមើលឃើញពីរូបភាពទី 9a ថាល្បឿនសំណឹកកម្រិត (TDV) នៃខ្សាច់ដែលមិនបានព្យាបាលគឺប្រហែល 4.32 ម៉ែត្រ/វិនាទី។ នៅអត្រាប្រើប្រាស់ 1 លីត្រ/ម៉ែត្រការ៉េ (រូបភាពទី 9a) ជម្រាលនៃបន្ទាត់អត្រាបាត់បង់ដីសម្រាប់ប្រភាគ FA, FS, AA និង UMC គឺប្រហាក់ប្រហែលនឹងដីខ្សាច់ដែលមិនបានព្យាបាល។ នេះបង្ហាញថាការព្យាបាលនៅអត្រាប្រើប្រាស់នេះគឺគ្មានប្រសិទ្ធភាពទេ ហើយដរាបណាល្បឿនខ្យល់លើសពី TDV សំបកដីស្តើងនឹងបាត់ទៅវិញ ហើយអត្រាសំណឹកដីខ្សាច់គឺដូចគ្នាទៅនឹងដីខ្សាច់ដែលមិនបានព្យាបាល។ ជម្រាលសំណឹកនៃប្រភាគ AS ក៏ទាបជាងប្រភាគផ្សេងទៀតដែលមានអាប់ស៊ីសសាទាបជាង (ឧ. TDV) (រូបភាពទី 9a)។ ព្រួញនៅក្នុងរូបភាពទី 9b បង្ហាញថានៅល្បឿនខ្យល់អតិបរមា 25 ម៉ែត្រ/វិនាទី គ្មានសំណឹកកើតឡើងនៅក្នុងដីខ្សាច់ដែលបានព្យាបាលនៅអត្រាប្រើប្រាស់ 2 និង 3 លីត្រ/ម៉ែត្រការ៉េទេ។ ម្យ៉ាង​ទៀត សម្រាប់ FS, FA, AS និង UMC ដីខ្សាច់មានភាពធន់នឹងសំណឹកខ្យល់ដែលបណ្តាលមកពីការដាក់ CaCO³ ក្នុងអត្រាប្រើប្រាស់ 2 និង 3 លីត្រ/ម៉ែត្រការ៉េ ជាងល្បឿនខ្យល់អតិបរមា (ពោលគឺ 25 ម៉ែត្រ/វិនាទី)។ ដូច្នេះ តម្លៃ TDV 25 ម៉ែត្រ/វិនាទី ដែលទទួលបានក្នុងការធ្វើតេស្តទាំងនេះ គឺជាដែនកំណត់ទាបសម្រាប់អត្រាប្រើប្រាស់ដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 9b លើកលែងតែករណី AA ដែល TDV ស្ទើរតែស្មើនឹងល្បឿនផ្លូវរូងខ្យល់អតិបរមា។
ការធ្វើតេស្តសំណឹកដោយខ្យល់ (ក) ការស្រកទម្ងន់ធៀបនឹងល្បឿនខ្យល់ (អត្រាប្រើប្រាស់ 1 លីត្រ/ម៉ែត្រការ៉េ), (ខ) ល្បឿនរហែកកម្រិតស្តង់ដារធៀបនឹងអត្រាប្រើប្រាស់ និងរូបមន្ត (CA សម្រាប់កាល់ស្យូមអាសេតាត, CF សម្រាប់កាល់ស្យូមហ្វ័រម៉ាត)។
រូបភាពទី 10 បង្ហាញពីសំណឹកផ្ទៃនៃដីខ្សាច់ដែលត្រូវបានព្យាបាលដោយរូបមន្តផ្សេងៗគ្នា និងអត្រានៃការលាបបន្ទាប់ពីការធ្វើតេស្តបាញ់ខ្សាច់ ហើយលទ្ធផលបរិមាណត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 11។ ករណីដែលមិនបានព្យាបាលមិនត្រូវបានបង្ហាញទេ ព្រោះវាមិនបានបង្ហាញពីភាពធន់ ហើយត្រូវបានសំណឹកទាំងស្រុង (ការបាត់បង់ម៉ាស់សរុប) ក្នុងអំឡុងពេលធ្វើតេស្តបាញ់ខ្សាច់។ វាច្បាស់ណាស់ពីរូបភាពទី 11 ថា គំរូដែលបានព្យាបាលដោយជីវសមាសធាតុ AA បានបាត់បង់ទម្ងន់ 83.5% របស់វាក្នុងអត្រាលាប 2 លីត្រ/ម៉ែត្រការ៉េ ខណៈពេលដែលគំរូផ្សេងទៀតទាំងអស់បានបង្ហាញសំណឹកតិចជាង 30% ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការបាញ់ខ្សាច់។ នៅពេលដែលអត្រាលាបត្រូវបានកើនឡើងដល់ 3 លីត្រ/ម៉ែត្រការ៉េ គំរូដែលបានព្យាបាលទាំងអស់បានបាត់បង់ទម្ងន់តិចជាង 25% របស់វា។ នៅអត្រាលាបទាំងពីរ សមាសធាតុ FS បានបង្ហាញពីភាពធន់ល្អបំផុតចំពោះការបាញ់ខ្សាច់។ ភាពធន់នៃការបាញ់ខ្សាច់អតិបរមា និងអប្បបរមានៅក្នុងគំរូដែលបានព្យាបាលដោយ FS និង AA អាចត្រូវបានសន្មតថាជាទឹកភ្លៀង CaCO3 អតិបរមា និងអប្បបរមារបស់វា (រូបភាពទី 6f)។
លទ្ធផលនៃការបាញ់ផ្លោងលើដីខ្សាច់ដែលមានសមាសធាតុផ្សេងៗគ្នាក្នុងអត្រាលំហូរ 2 និង 3 លីត្រ/ម៉ែត្រការ៉េ (ព្រួញបង្ហាញពីទិសដៅខ្យល់ ឈើឆ្កាងបង្ហាញពីទិសដៅខ្យល់កាត់កែងទៅនឹងប្លង់នៃគំនូរ)។
ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 12 មាតិកាកាល់ស្យូមកាបូណាតនៃរូបមន្តទាំងអស់បានកើនឡើង នៅពេលដែលអត្រានៃការលាបកើនឡើងពី 1 លីត្រ/ម៉ែត្រការ៉េ ដល់ 3 លីត្រ/ម៉ែត្រការ៉េ។ លើសពីនេះ នៅអត្រានៃការលាបទាំងអស់ រូបមន្តដែលមានមាតិកាកាល់ស្យូមកាបូណាតខ្ពស់បំផុតគឺ FS បន្ទាប់មកគឺ FA និង UMC។ នេះបង្ហាញថា រូបមន្តទាំងនេះអាចមានភាពធន់នឹងផ្ទៃខ្ពស់ជាង។
រូបភាពទី 13a បង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរភាពធន់នៃផ្ទៃនៃគំរូដីដែលមិនបានព្យាបាល ត្រួតពិនិត្យ និងដែលបានព្យាបាលដែលវាស់វែងដោយការធ្វើតេស្ត permeameter។ ពីរូបភាពនេះ វាច្បាស់ណាស់ថាភាពធន់នៃផ្ទៃនៃរូបមន្ត UMC, AS, FA និង FS បានកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃអត្រានៃការប្រើប្រាស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការកើនឡើងនៃកម្លាំងផ្ទៃគឺតិចតួចណាស់នៅក្នុងរូបមន្ត AA។ ដូចបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព រូបមន្ត FA និង FS នៃ MICP ដែលមិនរលួយដោយអ៊ុយរ៉េមានភាពជ្រាបចូលនៃផ្ទៃបានល្អជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹង MICP ដែលរលួយដោយអ៊ុយរ៉េ។ រូបភាពទី 13b បង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង TDV ជាមួយនឹងភាពធន់នៃផ្ទៃដី។ ពីរូបភាពនេះ វាច្បាស់ណាស់ថាសម្រាប់ដីខ្សាច់ដែលមានភាពធន់នៃផ្ទៃធំជាង 100 kPa ល្បឿននៃការបកស្រទាប់នឹងលើសពី 25 m/s។ ដោយសារតែភាពធន់នៃផ្ទៃនៅនឹងកន្លែងអាចត្រូវបានវាស់វែងយ៉ាងងាយស្រួលដោយ permeameter ចំណេះដឹងនេះអាចជួយប៉ាន់ប្រមាណ TDV ក្នុងករណីដែលគ្មានការធ្វើតេស្តផ្លូវរូងក្រោមដីខ្យល់ ដោយហេតុនេះបម្រើជាសូចនាករត្រួតពិនិត្យគុណភាពសម្រាប់ការអនុវត្តវាល។
លទ្ធផល SEM ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 14។ រូបភាពទី 14a-b បង្ហាញពីភាគល្អិតដែលរីកធំនៃគំរូដីដែលមិនបានព្យាបាល ដែលបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ថាវាស្អិតជាប់គ្នា ហើយមិនមានចំណងធម្មជាតិ ឬការស៊ីម៉ង់ត៍ទេ។ រូបភាពទី 14c បង្ហាញមីក្រូក្រាហ្វ SEM នៃគំរូត្រួតពិនិត្យដែលបានព្យាបាលដោយ MICP ដែលរលួយដោយអ៊ុយរ៉េ។ រូបភាពនេះបង្ហាញពីវត្តមាននៃទឹកភ្លៀង CaCO3 ជាប៉ូលីម័រកាល់ស៊ីត។ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 14d-o ទឹកភ្លៀង CaCO3 ភ្ជាប់ភាគល្អិតជាមួយគ្នា។ គ្រីស្តាល់វ៉ាតេរីតស្វ៊ែរក៏អាចត្រូវបានកំណត់អត្តសញ្ញាណនៅក្នុងមីក្រូក្រាហ្វ SEM ផងដែរ។ លទ្ធផលនៃការសិក្សានេះ និងការសិក្សាពីមុនបង្ហាញថា ចំណង CaCO3 ដែលបង្កើតឡើងជាប៉ូលីម័រវ៉ាតេរីតក៏អាចផ្តល់នូវកម្លាំងមេកានិចសមហេតុផលផងដែរ។ លទ្ធផលរបស់យើងបង្ហាញថា ភាពធន់នឹងផ្ទៃកើនឡើងដល់ 350 kPa ហើយល្បឿនបំបែកកម្រិតកើនឡើងពី 4.32 ដល់ជាង 25 m/s។ លទ្ធផលនេះគឺស្របនឹងលទ្ធផលនៃការសិក្សាពីមុនៗដែលថា ម៉ាទ្រីសនៃ CaCO3 ដែលបានធ្លាក់មកលើ MICP គឺ vaterite ដែលមានកម្លាំងមេកានិចសមរម្យ និងភាពធន់នឹងសំណឹកខ្យល់13,40 ហើយអាចរក្សាបាននូវភាពធន់នឹងសំណឹកខ្យល់សមរម្យ សូម្បីតែបន្ទាប់ពីប៉ះពាល់នឹងលក្ខខណ្ឌបរិស្ថានវាលរយៈពេល 180 ថ្ងៃក៏ដោយ13។
(ក, ខ) រូបភាពមីក្រូទស្សន៍ SEM នៃដីដែលមិនបានព្យាបាល, (គ) ការគ្រប់គ្រងការរិចរិលអ៊ុយរ៉េ MICP, (df) សំណាកដែលព្យាបាលដោយ AA, (gi) សំណាកដែលព្យាបាលដោយ AS, (jl) សំណាកដែលព្យាបាលដោយ FA និង (mo) សំណាកដែលព្យាបាលដោយ FS ក្នុងអត្រាអនុវត្ត 3 លីត្រ/ម៉ែត្រការ៉េ នៅការពង្រីកផ្សេងៗគ្នា។
រូបភាពទី 14d-f បង្ហាញថា បន្ទាប់ពីការព្យាបាលជាមួយសមាសធាតុ AA កាល់ស្យូមកាបូណាតត្រូវបានធ្លាក់លើផ្ទៃ និងរវាងគ្រាប់ខ្សាច់ ខណៈពេលដែលគ្រាប់ខ្សាច់ដែលមិនមានថ្នាំកូតមួយចំនួនក៏ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញផងដែរ។ ចំពោះសមាសធាតុ AS ទោះបីជាបរិមាណ CaCO3 ដែលបានបង្កើតឡើងមិនបានកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ក៏ដោយ (រូបភាពទី 6f) បរិមាណនៃការប៉ះរវាងគ្រាប់ខ្សាច់ដែលបណ្តាលមកពី CaCO3 បានកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់បើប្រៀបធៀបទៅនឹងសមាសធាតុ AA (រូបភាពទី 14g-i)។
ពីរូបភាព 14j-l និង 14m-o វាច្បាស់ណាស់ថាការប្រើប្រាស់កាល់ស្យូមហ្វម៉ាតជាប្រភពកាល់ស្យូមនាំឱ្យមានការកើនឡើងបន្ថែមទៀតនៃទឹកភ្លៀង CaCO3 បើប្រៀបធៀបទៅនឹងសមាសធាតុ AS ដែលស្របនឹងការវាស់វែងម៉ែត្រកាល់ស្យូមនៅក្នុងរូបភាពទី 6f។ CaCO3 បន្ថែមនេះហាក់ដូចជាភាគច្រើនត្រូវបានកកកុញនៅលើភាគល្អិតខ្សាច់ ហើយមិនចាំបាច់ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវគុណភាពទំនាក់ទំនងនោះទេ។ នេះបញ្ជាក់ពីឥរិយាបថដែលបានសង្កេតឃើញពីមុន៖ ទោះបីជាមានភាពខុសគ្នានៃបរិមាណទឹកភ្លៀង CaCO3 ក៏ដោយ (រូបភាពទី 6f) រូបមន្តទាំងបី (AS, FA និង FS) មិនមានភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ទាក់ទងនឹងការអនុវត្តប្រឆាំងនឹងខ្យល់ (ខ្យល់) (រូបភាពទី 11) និងភាពធន់នឹងផ្ទៃ (រូបភាពទី 13a)។
ដើម្បីមើលឃើញកាន់តែច្បាស់អំពីកោសិកាបាក់តេរីដែលស្រោបដោយ CaCO3 និងស្នាមបាក់តេរីនៅលើគ្រីស្តាល់ដែលបានធ្លាក់នោះ រូបភាពមីក្រូទស្សន៍ SEM ដែលមានការពង្រីកខ្ពស់ត្រូវបានថត ហើយលទ្ធផលត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 15។ ដូចដែលបានបង្ហាញ កាល់ស្យូមកាបូណាតធ្លាក់លើកោសិកាបាក់តេរី និងផ្តល់ស្នូលដែលត្រូវការសម្រាប់ធ្លាក់នៅទីនោះ។ រូបភាពនេះក៏ពណ៌នាអំពីតំណភ្ជាប់សកម្ម និងអសកម្មដែលបង្កឡើងដោយ CaCO3 ផងដែរ។ អាចសន្និដ្ឋានបានថា ការកើនឡើងណាមួយនៃតំណភ្ជាប់អសកម្មមិនចាំបាច់នាំឱ្យមានភាពប្រសើរឡើងបន្ថែមទៀតនៃឥរិយាបថមេកានិចនោះទេ។ ដូច្នេះ ការបង្កើនធ្លាក់ CaCO3 មិនចាំបាច់នាំឱ្យមានកម្លាំងមេកានិចខ្ពស់ជាងនេះទេ ហើយលំនាំធ្លាក់ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់។ ចំណុចនេះក៏ត្រូវបានសិក្សានៅក្នុងស្នាដៃរបស់ Terzis និង Laloui72 និង Soghi និង Al-Kabani45,73 ផងដែរ។ ដើម្បីស្វែងយល់បន្ថែមអំពីទំនាក់ទំនងរវាងលំនាំធ្លាក់ និងកម្លាំងមេកានិច ការសិក្សា MICP ដោយប្រើការថតរូបភាព µCT ត្រូវបានណែនាំ ដែលហួសពីវិសាលភាពនៃការសិក្សានេះ (ឧ. ការណែនាំអំពីការរួមបញ្ចូលគ្នាផ្សេងៗគ្នានៃប្រភពកាល់ស្យូម និងបាក់តេរីសម្រាប់ MICP ដែលគ្មានអាម៉ូញាក់)។
CaCO3 បានបង្កើតចំណងសកម្ម និងចំណងអសកម្មនៅក្នុងគំរូដែលបានព្យាបាលដោយ (ក) សមាសធាតុ AS និង (ខ) សមាសធាតុ FS ហើយបានបន្សល់ទុកនូវស្នាមកោសិកាបាក់តេរីនៅលើដីល្បាប់។
ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 14j-o និង 15b មានខ្សែភាពយន្ត CaCO3 (យោងតាមការវិភាគ EDX ភាគរយនៃសមាសធាតុនៃធាតុនីមួយៗនៅក្នុងខ្សែភាពយន្តគឺកាបូន 11% អុកស៊ីសែន 46.62% និងកាល់ស្យូម 42.39% ដែលជិតនឹងភាគរយនៃ CaCO3 នៅក្នុងរូបភាពទី 16)។ ខ្សែភាពយន្តនេះគ្របដណ្តប់លើគ្រីស្តាល់ vaterite និងភាគល្អិតដី ដែលជួយរក្សាភាពសុចរិតនៃប្រព័ន្ធដីល្បាប់។ វត្តមាននៃខ្សែភាពយន្តនេះត្រូវបានគេសង្កេតឃើញតែនៅក្នុងគំរូដែលបានព្យាបាលដោយរូបមន្តដែលមានមូលដ្ឋានលើ formate ប៉ុណ្ណោះ។
តារាងទី 2 ប្រៀបធៀបកម្លាំងផ្ទៃ ល្បឿនបំបែកកម្រិតកំណត់ និងមាតិកា CaCO3 ដែលបង្កឡើងដោយជីវសាស្រ្តនៃដីដែលត្រូវបានព្យាបាលដោយផ្លូវ MICP ដែលរលួយដោយអ៊ុយរ៉េ និងមិនរលួយដោយអ៊ុយរ៉េ នៅក្នុងការសិក្សាពីមុន និងការសិក្សានេះ។ ការសិក្សាអំពីភាពធន់នឹងសំណឹកដោយខ្យល់នៃសំណាកដីខ្សាច់ដែលបានព្យាបាលដោយ MICP មានកម្រិត។ Meng និងក្រុមការងារ បានស៊ើបអង្កេតភាពធន់នឹងសំណឹកដោយខ្យល់នៃសំណាកដីខ្សាច់ដែលបានព្យាបាលដោយ MICP ដែលរលួយដោយអ៊ុយរ៉េ ដោយប្រើម៉ាស៊ីនផ្លុំស្លឹកឈើ13 ចំណែកឯនៅក្នុងការសិក្សានេះ សំណាកដីខ្សាច់ដែលមិនរលួយដោយអ៊ុយរ៉េ (ក៏ដូចជាការគ្រប់គ្រងដែលរលួយដោយអ៊ុយរ៉េ) ត្រូវបានសាកល្បងនៅក្នុងផ្លូវរូងក្រោមដីខ្យល់ និងត្រូវបានព្យាបាលដោយបន្សំបួនផ្សេងគ្នានៃបាក់តេរី និងសារធាតុ។
ដូចដែលអាចមើលឃើញ ការសិក្សាពីមុនមួយចំនួនបានពិចារណាលើអត្រាការអនុវត្តខ្ពស់លើសពី 4 L/m213,41,74។ គួរកត់សម្គាល់ថាអត្រាការអនុវត្តខ្ពស់អាចនឹងមិនងាយស្រួលអនុវត្តនៅក្នុងវាលពីទស្សនៈសេដ្ឋកិច្ចដោយសារតែការចំណាយទាក់ទងនឹងការផ្គត់ផ្គង់ទឹក ការដឹកជញ្ជូន និងការអនុវត្តបរិមាណទឹកច្រើន។ អត្រាការអនុវត្តទាបជាងដូចជា 1.62-2 L/m2 ក៏សម្រេចបាននូវកម្លាំងផ្ទៃល្អគួរសមរហូតដល់ 190 kPa និង TDV លើសពី 25 m/s។ នៅក្នុងការសិក្សាបច្ចុប្បន្ន ដីខ្សាច់ដែលត្រូវបានព្យាបាលដោយ MICP ដែលមានមូលដ្ឋានលើទម្រង់ដោយគ្មានការរិចរិលអ៊ុយរ៉េសម្រេចបាននូវកម្លាំងផ្ទៃខ្ពស់ដែលអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងលទ្ធផលដែលទទួលបានជាមួយនឹងផ្លូវរិចរិលអ៊ុយរ៉េក្នុងជួរអត្រាការអនុវត្តដូចគ្នា (ឧ. គំរូដែលត្រូវបានព្យាបាលដោយ MICP ដែលមានមូលដ្ឋានលើទម្រង់ដោយគ្មានការរិចរិលអ៊ុយរ៉េក៏អាចសម្រេចបាននូវជួរតម្លៃកម្លាំងផ្ទៃដូចគ្នាដូចដែលបានរាយការណ៍ដោយ Meng et al., 13, រូបភាព 13a) ក្នុងអត្រាការអនុវត្តខ្ពស់ជាង។ យើងក៏អាចមើលឃើញផងដែរថា នៅអត្រាប្រើប្រាស់ 2 លីត្រ/ម៉ែត្រការ៉េ ទិន្នផលកាល់ស្យូមកាបូណាតសម្រាប់កាត់បន្ថយសំណឹកខ្យល់ក្នុងល្បឿនខ្យល់ 25 ម៉ែត្រ/វិនាទី គឺ 2.25% សម្រាប់ MICP ដែលមានមូលដ្ឋានលើទម្រង់ដោយគ្មានការរិចរិលអ៊ុយរ៉េ ដែលជិតនឹងបរិមាណ CaCO3 ដែលត្រូវការ (ពោលគឺ 2.41%) បើប្រៀបធៀបទៅនឹងដីខ្សាច់ដែលត្រូវបានព្យាបាលដោយ MICP ត្រួតពិនិត្យជាមួយនឹងការរិចរិលអ៊ុយរ៉េក្នុងអត្រាប្រើប្រាស់ដូចគ្នា និងល្បឿនខ្យល់ដូចគ្នា (25 ម៉ែត្រ/វិនាទី)។
ដូច្នេះ អាចសន្និដ្ឋានបានពីតារាងនេះថា ទាំងផ្លូវរលួយអ៊ុយរ៉េ និងផ្លូវរលួយដែលគ្មានអ៊ុយរ៉េ អាចផ្តល់នូវដំណើរការដែលអាចទទួលយកបានទាក់ទងនឹងភាពធន់នឹងផ្ទៃ និង TDV។ ភាពខុសគ្នាចម្បងគឺថា ផ្លូវរលួយដែលគ្មានអ៊ុយរ៉េមិនមានផ្ទុកអាម៉ូញាក់ទេ ដូច្នេះហើយមានផលប៉ះពាល់បរិស្ថានទាបជាង។ លើសពីនេះ វិធីសាស្ត្រ MICP ដែលមានមូលដ្ឋានលើទម្រង់ដោយគ្មានការរលួយអ៊ុយរ៉េ ដែលបានស្នើឡើងនៅក្នុងការសិក្សានេះហាក់ដូចជាដំណើរការបានល្អជាងវិធីសាស្ត្រ MICP ដែលមានមូលដ្ឋានលើអាសេតាតដោយគ្មានការរលួយអ៊ុយរ៉េ។ ទោះបីជា Mohebbi et al. បានសិក្សាវិធីសាស្ត្រ MICP ដែលមានមូលដ្ឋានលើអាសេតាតដោយគ្មានការរលួយអ៊ុយរ៉េក៏ដោយ ការសិក្សារបស់ពួកគេរួមបញ្ចូលគំរូនៅលើផ្ទៃរាបស្មើ9។ ដោយសារតែកម្រិតខ្ពស់នៃសំណឹកដែលបណ្តាលមកពីការបង្កើតអេឌីជុំវិញគំរូដីខ្សាច់ និងកម្លាំងកាត់ដែលជាលទ្ធផល ដែលបណ្តាលឱ្យមាន TDV ទាប សំណឹកខ្យល់នៃគំរូដីខ្សាច់ត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងច្បាស់ជាងផ្ទៃរាបស្មើក្នុងល្បឿនដូចគ្នា។