Merci fir Äre Besuch op nature.com. D'Browserversioun, déi Dir benotzt, huet limitéiert CSS-Ënnerstëtzung. Fir déi bescht Erfahrung empfeelen mir Iech, déi lescht Browserversioun ze benotzen (oder de Kompatibilitéitsmodus am Internet Explorer auszeschalten). Zousätzlech, fir weider Ënnerstëtzung ze garantéieren, enthält dës Säit keng Stiler oder JavaScript.
Staubstierm stellen eng eescht Bedrohung fir vill Länner weltwäit duer wéinst hirem zerstéierende Impakt op d'Landwirtschaft, d'mënschlech Gesondheet, d'Transportnetzwierker an d'Infrastruktur. Dofir gëtt Wanderosioun als e weltwäit Problem ugesinn. Ee vun den ëmweltfrëndleche Methode fir d'Wanderosioun ze bekämpfen ass d'Benotzung vu mikrobiell induzéierter Karbonatfällung (MICP). Wéi och ëmmer, d'Nieweprodukter vum MICP op Harnstoffofbau, wéi Ammoniak, sinn net ideal wann se a grousse Quantitéiten produzéiert ginn. Dës Studie presentéiert zwou Formuléierunge vu Kalziumformiatbakterien fir den Ofbau vu MICP ouni Harnstoff ze produzéieren a vergläicht hir Leeschtung grëndlech mat zwou Formuléierunge vun net-Ammoniak produzéierende Kalziumacetatbakterien. D'Bakterien, déi berücksichtegt goufen, sinn Bacillus subtilis a Bacillus amyloliquefaciens. Als éischt goufen déi optiméiert Wäerter vun de Faktoren, déi d'CaCO3-Bildung kontrolléieren, bestëmmt. Wandtunneltester goufen duerno op Sanddüneprouwen duerchgefouert, déi mat den optiméierte Formuléierunge behandelt goufen, an d'Wanderosiounsbeständegkeet, d'Stripping-Schwellgeschwindegkeet an d'Sandbombardementsbeständegkeet goufen gemooss. Kalziumkarbonat (CaCO3)-Allomorphe goufen mat Hëllef vun optescher Mikroskopie, Rasterelektronemikroskopie (SEM) an Röntgendiffraktiounsanalyse evaluéiert. Formuléierungen op Basis vu Kalziumformat hunn däitlech besser Resultater erbruecht wéi Formuléierungen op Basis vu Acetat, wat d'Bildung vu Kalziumkarbonat ugeet. Zousätzlech huet B. subtilis méi Kalziumkarbonat produzéiert wéi B. amyloliquefaciens. SEM-Mikroskopi hunn däitlech d'Bindung an d'Aprägung vun aktiven an inaktiven Bakterien op Kalziumkarbonat, verursaacht duerch Sedimentatioun, gewisen. All Formuléierungen hunn d'Wanderosioun däitlech reduzéiert.
Wanderosioun ass zënter laangem als e grousst Problem unerkannt, mat deem dréchen a semi-ariden Regiounen, wéi de Südwesten vun den USA, Westchina, Sahara-Afrika a groussen Deeler vum Mëttleren Osten1, konfrontéiert sinn. Wéineg Nidderschlagsfäll an ariden an hyper-ariden Klimaer hunn grouss Deeler vun dëse Regiounen a Wüsten, Sanddünen an onbebaut Fläch transforméiert. Déi weider Wanderosioun stellt eng Ëmweltgefor fir Infrastrukturen wéi Transportnetzwierker, landwirtschaftlech Flächen an Industrieflächen duer, wat zu schlechte Liewensbedingungen an héije Käschte fir d'Stipendium an dëse Regiounen féiert2,3,4. Wichteg ass, datt d'Wanderosioun net nëmmen d'Plaz beaflosst, wou se stattfënnt, mä och Gesondheets- a wirtschaftlech Problemer a wäit ewechgeleeëne Gemeinschaften verursaacht, well se Partikelen mam Wand a Gebidder wäit vun der Quell ewech transportéiert5,6.
D'Kontroll vun der Wanderosioun bleift e weltwäit Problem. Verschidde Methode vun der Buedemstabiliséierung gi benotzt fir d'Wanderosioun ze kontrolléieren. Dës Methode enthalen Materialien wéi Waasserapplikatioun7, Uelegmulch8, Biopolymeren5, mikrobiell induzéiert Karbonatfäll (MICP)9,10,11,12 an enzyminduzéiert Karbonatfäll (EICP)1. Buedembefeuchtung ass eng Standardmethod fir d'Stëbsënnerdréckung um Feld. Wéinst senger schneller Verdampfung ass dës Method awer limitéiert effektiv an ariden an hallefariden Regiounen1. D'Applikatioun vun Uelegmulchverbindungen erhéicht d'Sandkohäsioun an d'Interpartikelreibung. Hir kohäsiv Eegeschaft bindt Sandkären zesummen; Uelegmulch stellt awer och aner Problemer duer; hir donkel Faarf erhéicht d'Hëtztabsorptioun a féiert zum Doud vu Planzen a Mikroorganismen. Hire Geroch an Dämp kënnen Atmungsproblemer verursaachen, an am wichtegsten ass hir héich Käschten en anert Hindernis. Biopolymeren sinn eng vun de kierzlech proposéierten ëmweltfrëndleche Methoden fir d'Wanderosioun ze reduzéieren; si gi vun natierleche Quellen wéi Planzen, Déieren a Bakterien extrahéiert. Xanthangummi, Guargummi, Chitosan a Gellangummi sinn déi am meeschte benotzt Biopolymeren an Ingenieursapplikatiounen5. Wéi och ëmmer, waasserléislech Biopolymere kënnen u Kraaft verléieren an aus dem Buedem laugen, wa se Waasser ausgesat sinn13,14. EICP huet sech als effektiv Staubënnerdréckungsmethod fir eng Villfalt vun Uwendungen erwisen, dorënner onverpavettéiert Stroossen, Offallentsuergungsweieren a Baustellen. Och wann seng Resultater encouragéierend sinn, mussen e puer potenziell Nodeeler berécksiichtegt ginn, wéi d'Käschten an de Manktem u Keimbildungsplazen (wat d'Bildung an d'Nidderschlag vu CaCO3-Kristaller beschleunegt15,16).
MICP gouf fir d'éischt Enn vum 19. Joerhonnert vum Murray an Irwin (1890) a Steinmann (1901) an hirer Studie iwwer den Ofbau vun Harnstoff duerch marine Mikroorganismen beschriwwen17. MICP ass e natierlech virkommende biologesche Prozess, deen eng Vielfalt vu mikrobiellen Aktivitéiten a chemesche Prozesser involvéiert, bei deenen Kalziumkarbonat duerch d'Reaktioun vu Karbonationen aus mikrobiellen Metabolitten mat Kalziumionen an der Ëmwelt18,19 ausfällt. MICP, deen den Harnstoff-ofbauende Stickstoffzyklus involvéiert (Harnstoff-ofbauende MICP), ass déi heefegst Aart vu mikrobiell induzéierter Karbonatfällung, bei där Urease, déi vu Bakterien produzéiert gëtt, d'Hydrolyse vun Harnstoff20,21,22,23,24,25,26,27 wéi follegt katalyséiert:
Am MICP, deen de Kuelestoffzyklus vun der organescher Salzoxidatioun involvéiert (MICP ouni Harnstoffofbautyp), benotzen heterotroph Bakterien organesch Salzer wéi Acetat, Laktat, Citrat, Succinat, Oxalat, Malat a Glyoxylat als Energiequellen, fir Karbonatmineraler ze produzéieren28. A Präsenz vu Kalziumlaktat als Kuelestoffquell a Kalziumionen gëtt déi chemesch Reaktioun vun der Kalziumkarbonatbildung an der Equatioun (5) gewisen.
Am MICP-Prozess bidden d'Bakterienzellen Keimbildungsplazen, déi besonnesch wichteg fir d'Ausfällung vu Kalziumkarbonat sinn; d'Uewerfläch vun der Bakterienzell ass negativ gelueden a kann als Adsorbens fir divalent Kationen, wéi Kalziumionen, déngen. Duerch d'Adsorptioun vu Kalziumionen op Bakterienzellen, reagéiere Kalziumkationen a Karbonatanionen, wann d'Konzentratioun vu Karbonationen ausreechend ass, a Kalziumkarbonat gëtt op der Uewerfläch vun de Bakterien ausgefällt29,30. De Prozess kann wéi follegt zesummegefaasst ginn31,32:
Biogeneréiert Kalziumkarbonatkristaller kënnen an dräi Zorten opgedeelt ginn: Kalzit, Vaterit an Aragonit. Dorënner sinn Kalzit a Vaterit déi heefegst bakteriell induzéiert Kalziumkarbonat-Allomorphen33,34. Kalzit ass den thermodynamesch stabilsten Kalziumkarbonat-Allomorph35. Obwuel Vaterit als metastabill gemellt gouf, transforméiert et sech schlussendlech a Kalzit36,37. Vaterit ass den dichtsten vun dëse Kristaller. Et ass e hexagonale Kristall, deen eng besser Porenfëllungsfäegkeet huet wéi aner Kalziumkarbonatkristaller wéinst senger méi grousser Gréisst38. Souwuel Harnstoff-ofgebauten wéi och Harnstoff-onofgebauten MICP kënnen zu der Nidderschlag vu Vaterit féieren13,39,40,41.
Obwuel MICP e villverspriechend Potenzial fir d'Stabiliséierung vu problematesche Biedem a Biedem, déi ufälleg fir Wanderosioun sinn, gewisen huet42,43,44,45,46,47,48, ass ee vun den Nieweprodukter vun der Harnstoffhydrolyse Ammoniak, wat jee no Belaaschtungsgrad liicht bis schwéier Gesondheetsproblemer verursaache kann49. Dësen Niewewierkung mécht d'Benotzung vun dëser spezieller Technologie kontrovers, besonnesch wann grouss Fläche musse behandelt ginn, wéi zum Beispill fir d'Staubbekämpfung. Zousätzlech ass de Geroch vun Ammoniak net tolerabel wann de Prozess mat héijen Uwendungsmengen a grousse Volumen duerchgefouert gëtt, wat seng praktesch Uwendung beaflosse kann. Obwuel rezent Studien gewisen hunn, datt Ammoniumionen reduzéiert kënne ginn andeems se an aner Produkter wéi Struvit ëmgewandelt ginn, entfernen dës Methoden d'Ammoniumionen net komplett50. Dofir gëtt et ëmmer nach e Besoin fir alternativ Léisungen z'ënnersichen, déi keng Ammoniumionen generéieren. D'Benotzung vun net-Harnstoff-Ofbauweeër fir MICP kéint eng potenziell Léisung bidden, déi am Kontext vun der Mitigatioun vu Wanderosioun schlecht exploréiert gouf. Fattahi et al. hunn den harnstofffräien MICP-Degradatioun mat Kalziumacetat a Bacillus megaterium41 ënnersicht, während Mohebbi et al. Kalziumacetat a Bacillus amyloliquefaciens9 benotzt hunn. Hir Studie gouf awer net mat anere Kalziumquellen an heterotrophe Bakterien verglach, déi letztendlech d'Resistenz géint Wanderosioun verbessere kéinten. Et feelt och u Literatur, déi harnstofffräi Degradatiounsweeër mat Harnstoffdegradatiounsweeër bei der Mitigatioun vun Wanderosioun vergläicht.
Zousätzlech goufen déi meescht Studien zur Wanderosioun a Stëbskontroll op Buedemproben mat flaacher Uewerfläch duerchgefouert.1,51,52,53 Flaach Uewerfläche si awer manner heefeg an der Natur wéi Hiwwelen an Déiften. Dofir si Sanddünen dat heefegst Landschaftsmerkmal a Wüstregiounen.
Fir déi uewe genannten Nodeeler ze iwwerwannen, hat dës Studie zum Zil, eng nei Rei vun net-Ammoniak produzéierende bakteriellen Agenten anzeféieren. Zu dësem Zweck hu mir net-Harnstoff-ofbauend MICP-Weeër berücksichtegt. D'Effizienz vun zwou Kalziumquellen (Kalziumformat a Kalziumacetat) gouf ënnersicht. Nom beschte Wëssen vun den Auteuren gouf d'Karbonatpräzipitatioun mat zwou Kalziumquell- a Bakterienkombinatiounen (dh Kalziumformat-Bacillus subtilis a Kalziumformat-Bacillus amyloliquefaciens) a fréiere Studien net ënnersicht. D'Wiel vun dëse Bakterien baséiert op den Enzymen, déi se produzéieren, déi d'Oxidatioun vu Kalziumformat a Kalziumacetat katalyséieren, fir mikrobiell Karbonatpräzipitatioun ze bilden. Mir hunn eng grëndlech experimentell Studie entwéckelt, fir déi optimal Faktoren ze fannen, wéi pH-Wäert, Aarte vu Bakterien a Kalziumquellen an hir Konzentratiounen, de Verhältnis vu Bakterien zu Kalziumquellléisung an d'Härtungszäit. Schlussendlech gouf d'Effektivitéit vun dësem Set vu bakteriellen Agenten bei der Ënnerdréckung vun der Wanderosioun duerch Kalziumkarbonat-Nidderschlag ënnersicht, andeems eng Serie vu Wandtunneltester op Sanddünen duerchgefouert gouf, fir d'Gréisst vun der Wanderosioun, d'Schwellgeschwindegkeet fir d'Ofbriechen an d'Wandbombardementsbeständegkeet vum Sand ze bestëmmen, an et goufen och Penetrometermiessungen a mikrostrukturell Studien (z.B. Röntgendiffraktiounsanalyse (XRD) a Rasterelektronemikroskopie (SEM)) duerchgefouert.
D'Produktioun vu Kalziumkarbonat erfuerdert Kalziumionen a Karbonationen. Kalziumionen kënnen aus verschiddene Kalziumquellen gewonnen ginn, wéi z. B. Kalziumchlorid, Kalziumhydroxid a Magermëllechpulver54,55. Karbonationen kënnen duerch verschidde mikrobiell Methoden, wéi z. B. Harnstoffhydrolyse an aerob oder anaerob Oxidatioun vun organescher Matière56, produzéiert ginn. An dëser Studie goufen Karbonationen aus der Oxidatiounsreaktioun vu Format an Acetat gewonnen. Zousätzlech hu mir Kalziumsalzer vu Format an Acetat benotzt fir rengt Kalziumkarbonat ze produzéieren, sou datt nëmmen CO2 an H2O als Nieweprodukter gewonnen goufen. An dësem Prozess déngt nëmmen eng Substanz als Kalziumquell an als Karbonatquell, an et gëtt kee Ammoniak produzéiert. Dës Charakteristike maachen d'Kalziumquell- a Karbonatproduktiounsmethod, déi mir als ganz villverspriechend ugesinn hunn.
Déi entspriechend Reaktioune vu Kalziumformiat a Kalziumacetat fir Kalziumkarbonat ze bilden, sinn an de Formelen (7)-(14) gewisen. D'Formelen (7)-(11) weisen datt Kalziumformiat sech am Waasser opléist fir Amberesäure oder Format ze bilden. D'Léisung ass also eng Quell vu fräie Kalzium- an Hydroxidionen (Formelen 8 an 9). Als Resultat vun der Oxidatioun vun der Amberesäure ginn d'Kuelestoffatome an der Amberesäure a Kuelendioxid ëmgewandelt (Formel 10). Schlussendlech gëtt Kalziumkarbonat geformt (Formelen 11 an 12).
Ähnlech gëtt Kalziumkarbonat aus Kalziumacetat geformt (Equatiounen 13–15), ausser datt Essigsäure oder Acetat amplaz vun Amberesäure geformt gëtt.
Ouni d'Präsenz vun Enzymen kënnen Acetat a Format net bei Raumtemperatur oxidéiert ginn. FDH (Formiatdehydrogenase) a CoA (Coenzym A) katalyséieren d'Oxidatioun vu Format an Acetat fir Kuelendioxid ze bilden (Eqs. 16, 17) 57, 58, 59. Verschidde Bakterien si fäeg, dës Enzymen ze produzéieren, an heterotroph Bakterien, nämlech Bacillus subtilis (PTCC #1204 (Persian Type Culture Collection), och bekannt als NCIMB #13061 (International Collection of Bacteria, Yeast, Phage, Plasmids, Plant Seeds and Plant Cell Tissue Cultures)) a Bacillus amyloliquefaciens (PTCC #1732, NCIMB #12077), goufen an dëser Studie benotzt. Dës Bakterien goufen an engem Medium kultivéiert, dat Fleeschpepton (5 g/L) a Fleeschextrakt (3 g/L) enthält, genannt Nährstoffbouillon (NBR) (105443 Merck).
Sou goufen véier Formuléierunge preparéiert fir Kalziumkarbonat-Ausfällung mat Hëllef vun zwou Kalziumquellen an zwou Bakterien ze induzéieren: Kalziumformat a Bacillus subtilis (FS), Kalziumformat a Bacillus amyloliquefaciens (FA), Kalziumacetat a Bacillus subtilis (AS), a Kalziumacetat a Bacillus amyloliquefaciens (AA).
Am éischten Deel vum experimentellen Design goufen Tester duerchgefouert fir déi optimal Kombinatioun ze bestëmmen, déi eng maximal Kalziumkarbonatproduktioun erreeche géif. Well d'Buedemproben Kalziumkarbonat enthalen hunn, gouf eng Rei vu virleefegen Evaluatiounstester entwéckelt fir de CaCO3, deen duerch déi verschidde Kombinatioune produzéiert gëtt, genee ze moossen, an et goufen Mëschunge vu Kulturmedium a Kalziumquellléisungen evaluéiert. Fir all Kombinatioun vu Kalziumquell a Bakterienléisung, déi uewe definéiert ass (FS, FA, AS an AA), goufen Optimiséierungsfaktoren (Kalziumquellkonzentratioun, Härtungszäit, Bakterienléisungskonzentratioun gemooss duerch optesch Dicht vun der Léisung (OD), Verhältnis vu Kalziumquell zu Bakterienléisung a pH) ofgeleet a bei de Wandtunneltesten vun der Sanddünenbehandlung benotzt, déi an de folgende Sektiounen beschriwwe ginn.
Fir all Kombinatioun goufen 150 Experimenter duerchgefouert fir den Effekt vun der CaCO3-Nidderschlag ze studéieren an verschidde Faktoren ze evaluéieren, nämlech d'Konzentratioun vun der Kalziumquell, d'Aushärtungszäit, den OD-Wäert vun de Bakterien, d'Verhältnes tëscht Kalziumquell a Bakterienléisung an de pH-Wäert während der aerober Oxidatioun vun organescher Matière (Tabell 1). De pH-Beräich fir den optiméierte Prozess gouf op Basis vun de Wuestumskurven vu Bacillus subtilis a Bacillus amyloliquefaciens ausgewielt, fir e méi e séiert Wuestum z'erreechen. Dëst gëtt méi detailléiert an der Sektioun Resultater erkläert.
Déi folgend Schrëtt goufen duerchgefouert fir d'Prouwe fir d'Optimiséierungsphase virzebereeden. D'MICP-Léisung gouf fir d'éischt virbereet andeems den initialen pH-Wäert vum Kulturmedium ugepasst gouf an duerno 15 Minutte bei 121 °C autoklavéiert gouf. De Stamm gouf dann an engem laminaren Loftstroum geimpft an an engem Schüttelinkubator bei 30 °C an 180 rpm gehalen. Soubal den OD vun de Bakterien de gewënschten Niveau erreecht huet, gouf en mat der Kalziumquellléisung an der gewënschter Proportioun gemëscht (Figur 1a). D'MICP-Léisung gouf an engem Schüttelinkubator bei 220 rpm an 30 °C fir eng Zäit reagéiere gelooss a fest ginn, déi den Zilwäert erreecht huet. Dat ausgefällt CaCO3 gouf no Zentrifugatioun bei 6000 g fir 5 Minutte getrennt an duerno bei 40 °C gedréchent fir d'Prouwe fir de Kalzimetertest virzebereeden (Figur 1b). D'Nidderschlag vu CaCO3 gouf dann mat engem Bernard-Kalzimeter gemooss, wou CaCO3-Pulver mat 1,0 N HCl (ASTM-D4373-02) reagéiert fir CO2 ze produzéieren, an de Volumen vun dësem Gas e Mooss fir de CaCO3-Gehalt ass (Figur 1c). Fir de Volumen vu CO2 an de CaCO3-Gehalt ëmzewandelen, gouf eng Kalibrierungskurve generéiert andeems rengt CaCO3-Pulver mat 1 N HCl gewäsch an et géint den entstanenen CO2 opgezeechent gouf. D'Morphologie a Rengheet vum ausgefällten CaCO3-Pulver goufen mat SEM-Bildgebung an XRD-Analyse ënnersicht. En optescht Mikroskop mat enger Vergréisserung vun 1000 gouf benotzt fir d'Bildung vu Kalziumkarbonat ronderëm d'Bakterien, d'Phase vum geformte Kalziumkarbonat an d'Aktivitéit vun de Bakterien ze studéieren.
Den Dejegh-Baseng ass eng bekannt staark erodéiert Regioun an der südwestlecher Provënz Fars am Iran, an d'Fuerscher hunn duerch Wand erodéiert Buedemproben aus der Géigend gesammelt. D'Proben goufe fir d'Studie vun der Buedemuewerfläch geholl. Indikatortester op de Buedemproben hunn gewisen, datt de Buedem schlecht sortéierte Sandbuedem mat Schlamm war a laut dem Unified Soil Classification System (USC) als SP-SM klasséiert gouf (Figur 2a). D'XRD-Analyse huet gewisen, datt den Dejegh-Buedem haaptsächlech aus Kalzit a Quarz bestoung (Figur 2b). Zousätzlech huet d'EDX-Analyse gewisen, datt aner Elementer wéi Al, K a Fe och a méi klenge Proportiounen präsent waren.
Fir d'Labordünen op d'Wanderosiounstester virzebereeden, gouf de Buedem vun enger Héicht vun 170 mm duerch en Trichter mat engem Duerchmiesser vun 10 mm op eng fest Uewerfläch zerdréckt, wat zu enger typescher Dün vun 60 mm Héicht an 210 mm Duerchmiesser gefouert huet. An der Natur ginn déi Sanddünen mat der geréngster Dicht duerch äolesch Prozesser geformt. Ähnlech hat d'Prouf, déi mat der uewe genannter Prozedur virbereet gouf, déi niddregst relativ Dicht, γ = 14,14 kN/m³, wat e Sandkegel geformt huet, deen op enger horizontaler Uewerfläch mat engem Rouwénkel vun ongeféier 29,7° ofgesat gouf.
Déi optimal MICP-Léisung, déi an der viregter Sektioun kritt gouf, gouf mat Applikatiounsraten vun 1, 2 an 3 lm-2 op den Dünenhang gesprëtzt, an duerno goufen d'Prouwe fir 9 Deeg (d.h. déi optimal Härtungszäit) an engem Inkubator bei 30 °C (Fig. 3) gelagert an duerno fir Wandtunneltesten erausgeholl.
Fir all Behandlung goufen véier Prouwe virbereet, eng fir d'Miessung vum Kalziumkarbonatgehalt an der Uewerflächenstäerkt mat engem Penetrometer, an déi reschtlech dräi Prouwe goufen fir Erosiounstester mat dräi verschiddene Geschwindegkeete benotzt. An de Wandtunneltesten gouf d'Quantitéit vun der Erosioun bei verschiddene Wandgeschwindegkeete bestëmmt, an duerno gouf d'Schwelle vum Ofbroch fir all Behandlungsprouf mat Hëllef vun engem Diagramm vun der Erosiounsquantitéit géint d'Wandgeschwindegkeet bestëmmt. Zousätzlech zu den Wanderosiounstester goufen déi behandelt Prouwe Sandbombardementen (dh Sprangexperimenter) ausgesat. Zwee zousätzlech Prouwe goufen dofir mat Uwendungsmengen vun 2 an 3 L m−2 virbereet. Den Sandbombardementstest huet 15 Minutte mat engem Flux vun 120 gm−1 gedauert, wat am Beräich vun de Wäerter läit, déi a fréiere Studien ausgewielt goufen60,61,62. Den horizontalen Ofstand tëscht der Schleifdüs an der Dünebasis war 800 mm, 100 mm iwwer dem Tunnelbuedem. Dës Positioun gouf sou agestallt, datt bal all d'Sprangsandpartikelen op d'Dün gefall sinn.
Den Wandtunneltest gouf an engem oppene Wandtunnel mat enger Längt vun 8 m, enger Breet vun 0,4 m an enger Héicht vun 1 m duerchgefouert (Figur 4a). De Wandtunnel besteet aus galvaniséierte Stolblecher a kann eng Wandvitesse vu bis zu 25 m/s generéieren. Zousätzlech gëtt e Frequenzwandler benotzt fir d'Ventilatorfrequenz unzepassen an d'Frequenz graduell ze erhéijen, fir déi gewënschte Wandvitesse z'erreechen. Figur 4b weist dat schematescht Diagramm vun den duerch Wand erodéierte Sanddünen an de Wandvitesseprofil, deen am Wandtunnel gemooss gouf.
Schlussendlech, fir d'Resultater vun der net-urealytescher MICP-Formuléierung, déi an dëser Studie virgeschloe gouf, mat de Resultater vum urealytesche MICP-Kontrolltest ze vergläichen, goufen och Düneprouwen preparéiert a mat enger biologescher Léisung behandelt, déi Harnstoff, Kalziumchlorid a Sporosarcina pasteurii enthält (well Sporosarcina pasteurii eng bedeitend Fäegkeet huet, Urease ze produzéieren63). Déi optesch Dicht vun der bakterieller Léisung war 1,5, an d'Konzentratioune vun Harnstoff a Kalziumchlorid waren 1 M (ausgewielt op Basis vun de Wäerter, déi a fréiere Studien recommandéiert goufen36,64,65). De Kulturmedium bestoung aus Nährstoffbouillon (8 g/L) an Harnstoff (20 g/L). D'Bakterienléisung gouf op d'Dünuewerfläch gesprëtzt a 24 Stonnen fir d'Bakterien ugehaange gelooss. No 24 Stonnen Uhehe gouf eng Zementéierungsléisung (Kalziumchlorid an Harnstoff) gesprëtzt. Den urealytesche MICP-Kontrolltest gëtt am weidere Sënn als UMC bezeechent. De Kalziumkarbonatgehalt vun urealytisch an net-urealytisch behandelte Buedemproben gouf duerch Wäschen no der Prozedur vum Choi et al.66 bestëmmt.
Figur 5 weist d'Wuestumskurven vu Bacillus amyloliquefaciens a Bacillus subtilis am Kulturmedium (Nährstoffléisung) mat engem ufängleche pH-Beräich vu 5 bis 10. Wéi an der Figur gewisen, sinn Bacillus amyloliquefaciens a Bacillus subtilis méi séier bei pH 6-8 respektiv 7-9 gewuess. Dofir gouf dëse pH-Beräich an der Optimiséierungsphase ugeholl.
Wuestumskurven vun (a) Bacillus amyloliquefaciens an (b) Bacillus subtilis bei verschiddenen Ufanks-pH-Wäerter vum Nährmedium.
Figur 6 weist d'Quantitéit u Kuelendioxid, déi am Bernard-Kalkmeter produzéiert gouf, wat de ausgefällte Kalziumkarbonat (CaCO3) representéiert. Well ee Faktor an all Kombinatioun fixéiert war an déi aner Faktoren variéiert goufen, entsprécht all Punkt op dëse Grafiken dem maximale Volumen u Kuelendioxid an deem Set vun Experimenter. Wéi an der Figur gewisen, ass d'Produktioun vu Kalziumkarbonat eropgaang, wéi d'Konzentratioun vun der Kalziumquell eropgaang ass. Dofir beaflosst d'Konzentratioun vun der Kalziumquell direkt d'Produktioun vu Kalziumkarbonat. Well d'Kalziumquell an d'Kuelestoffquell déiselwecht sinn (dh Kalziumformat a Kalziumacetat), gëtt méi Kalziumkarbonat geformt, wat méi Kalziumionen fräigesat ginn (Figur 6a). An den AS- an AA-Formuléierungen ass d'Kalziumkarbonatproduktioun mat der zouhuelender Härtungszäit weider eropgaang, bis d'Quantitéit vum Nidderschlag no 9 Deeg bal onverännert war. An der FA-Formuléierung ass d'Rate vun der Kalziumkarbonatbildung erofgaang, wéi d'Härtungszäit méi wéi 6 Deeg war. Am Verglach mat anere Formuléierungen huet d'Formuléierung FS eng relativ niddreg Kalziumkarbonatbildungsrate no 3 Deeg gewisen (Figur 6b). An de Formuléierungen FA an FS goufen 70% an 87% vun der gesamter Kalziumkarbonatproduktioun no dräi Deeg erreecht, während an de Formuléierungen AA an AS dësen Undeel nëmmen ongeféier 46% respektiv 45% war. Dëst weist drop hin, datt d'Formuléierung op Basis vu Mieresäure eng méi héich CaCO3-Bildungsquote an der initialer Phas huet am Verglach mat der Formuléierung op Acetat. D'Bildungsquote verlangsamt sech awer mat der zouhuelender Härtungszäit. Aus der Figur 6c kann een ofschléissen, datt och bei bakteriellen Konzentratioune iwwer OD1 kee signifikante Bäitrag zur Kalziumkarbonatbildung gëtt.
Ännerung vum CO2-Volumen (an dem entspriechende CaCO3-Gehalt), gemooss mam Bernard-Kalzimeter als Funktioun vun (a) der Kalziumquellkonzentratioun, (b) der Härtungszäit, (c) OD, (d) dem initialen pH-Wäert, (e) dem Verhältnes vun der Kalziumquell zu der bakterieller Léisung (fir all Formuléierung); an (f) der maximaler Quantitéit u Kalziumkarbonat, déi fir all Kombinatioun vu Kalziumquell a Bakterien produzéiert gëtt.
Wat den Effekt vum initialen pH-Wäert vum Medium ugeet, weist d'Figur 6d, datt fir FA an FS d'CaCO3-Produktioun e Maximumwäert bei pH 7 erreecht huet. Dës Observatioun entsprécht fréiere Studien, datt FDH-Enzyme bei pH 7-6,7 am stabilsten sinn. Fir AA an AS ass d'CaCO3-Nidderschlag awer eropgaang, wann de pH-Wäert 7 iwwerschratt huet. Fréier Studien hunn och gewisen, datt de optimale pH-Beräich fir d'CoA-Enzymaktivitéit tëscht 8 an 9,2-6,8 läit. Wann een bedenkt, datt déi optimal pH-Beräicher fir d'CoA-Enzymaktivitéit an d'Wuesstum vu B. amyloliquefaciens (8-9,2) respektiv (6-8) sinn (Figur 5a), gëtt erwaart, datt de optimale pH-Wäert vun der AA-Formuléierung 8 ass, an déi zwee pH-Beräicher iwwerlappe sech. Dëse Fakt gouf duerch Experimenter bestätegt, wéi an der Figur 6d gewisen. Well de optimale pH-Wäert fir d'Wuesstum vu B. subtilis tëscht 7 an 9 läit (Figur 5b) an de optimale pH-Wäert fir d'Aktivitéit vum CoA-Enzym tëscht 8 an 9,2, gëtt erwaart, datt déi maximal CaCO3-Nidderschlagsausbezuelung am pH-Beräich vun 8-9 läit, wat duerch d'Figur 6d bestätegt gëtt (d.h. de optimale pH-Wäert fir Nidderschlag ass 9). D'Resultater, déi an der Figur 6e gewise ginn, weisen drop hin, datt dat optimalt Verhältnes vun der Kalziumquellléisung zu der Bakterienléisung 1 ass, souwuel fir Acetat- wéi och fir Formatléisungen. Zum Verglach gouf d'Leeschtung vun ënnerschiddleche Formuléierungen (dh AA, AS, FA an FS) op Basis vun der maximaler CaCO3-Produktioun ënner verschiddene Konditiounen (d.h. Kalziumquellkonzentratioun, Härtungszäit, OD, Verhältnes vun der Kalziumquell zu der Bakterienléisung an dem initialen pH-Wäert) evaluéiert. Ënnert de studéierte Formuléierungen hat d'Formuléierung FS déi héchst CaCO3-Produktioun, déi ongeféier dräimol sou héich war wéi déi vun der Formuléierung AA (Figur 6f). Véier bakteriefräi Kontrollexperimenter goufe fir béid Kalziumquellen duerchgefouert, an no 30 Deeg gouf keng CaCO3-Nidderschlagsausbezuelung observéiert.
Déi optesch Mikroskopie-Biller vun all de Formuléierungen hunn gewisen, datt Vaterit déi Haaptphas war, an där Kalziumkarbonat geformt gouf (Figur 7). D'Vateritkristaller ware kugelfërmeg a Form69,70,71. Et gouf festgestallt, datt Kalziumkarbonat op de Bakterienzellen ausgefällt huet, well d'Uewerfläch vun de Bakterienzellen negativ gelueden war a konnt als Adsorbens fir divalent Kationen déngen. Wann een an dëser Studie d'Formuléierung FS als Beispill hëlt, huet sech no 24 Stonnen Kalziumkarbonat op e puer Bakterienzellen ugefaang ze bilden (Figur 7a), an no 48 Stonnen ass d'Zuel vun de Bakterienzellen, déi mat Kalziumkarbonat beschichtet waren, däitlech eropgaang. Zousätzlech, wéi an der Figur 7b gewisen, konnten och Vateritpartikelen nogewise ginn. Schlussendlech, no 72 Stonnen, schéngt eng grouss Zuel vu Bakterien un d'Vateritkristaller gebonnen ze sinn, an d'Zuel vun de Vateritpartikelen ass däitlech eropgaang (Figur 7c).
Optesch Mikroskopieobservatioune vun der CaCO3-Nidderschlag an FS-Zesummesetzungen iwwer Zäit: (a) 24, (b) 48 an (c) 72 Stonnen.
Fir d'Morphologie vun der ausgefällter Phas weider z'ënnersichen, goufen Röntgendiffraktioun (XRD) an SEM-Analysen vun de Pulver duerchgefouert. D'XRD-Spektre (Fig. 8a) an d'SEM-Mikrographien (Fig. 8b, c) hunn d'Präsenz vu Vateritkristaller bestätegt, well se eng salatähnlech Form haten an eng Korrespondenz tëscht de Vateritpeaken an de Ausfällpeaken observéiert gouf.
(a) Vergläich vun den Röntgendiffraktiounsspektre vu geformtem CaCO3 a Vaterit. SEM-Mikrographie vu Vaterit bei (b) 1 kHz respektiv (c) 5,27 kHz Vergréisserung.
D'Resultater vun de Wandtunneltester sinn an der Figur 9a, b gewisen. Aus der Figur 9a ass ze gesinn, datt d'Schwellerosiounsgeschwindegkeet (TDV) vum onbehandelte Sand ongeféier 4,32 m/s ass. Bei enger Applikatiounsquote vun 1 l/m² (Figur 9a) sinn d'Steigungen vun de Buedemverloschtquote-Linnen fir d'Fraktiounen FA, FS, AA an UMC ongeféier d'selwecht wéi fir déi onbehandelt Dün. Dëst weist drop hin, datt d'Behandlung bei dëser Applikatiounsquote ineffektiv ass a soubal d'Wandgeschwindegkeet den TDV iwwerschreit, verschwënnt déi dënn Buedemkuuscht an d'Dünenerosiounsquote ass d'selwecht wéi fir déi onbehandelt Dün. D'Erosiounssteigung vun der Fraktioun AS ass och méi niddreg wéi déi vun den anere Fraktiounen mat méi niddregen Abszissen (dh TDV) (Figur 9a). D'Pfeiler an der Figur 9b weisen drop hin, datt bei der maximaler Wandgeschwindegkeet vun 25 m/s keng Erosioun an den behandelten Dünen bei den Applikatiounsquoten vun 2 an 3 l/m² opgetrueden ass. An anere Wierder, fir FS, FA, AS an UMC waren d'Dünen méi resistent géint Wanderosioun, déi duerch CaCO³-Oflagerungen verursaacht gouf, bei Applikatiounsraten vun 2 an 3 l/m² wéi bei der maximaler Wandgeschwindegkeet (dh 25 m/s). Dofir ass den TDV-Wäert vun 25 m/s, deen an dësen Tester kritt gouf, déi ënnescht Grenz fir d'Applikatiounsraten, déi an der Figur 9b gewisen sinn, ausser am Fall vun AA, wou den TDV bal gläich wéi déi maximal Wandtunnelgeschwindegkeet ass.
Wanderosiounstest (a) Gewiichtsverloscht géint Wandgeschwindegkeet (Applikatiounsmenge 1 l/m2), (b) Schwellwäert fir d'Ofräissgeschwindegkeet géint Applikatiounsmenge a Formuléierung (CA fir Kalziumacetat, CF fir Kalziumformiat).
Figur 10 weist d'Uewerflächenerosioun vu Sanddünen, déi mat verschiddene Formuléierungen an Applikatiounsraten nom Sandbombardementstest behandelt goufen, an déi quantitativ Resultater sinn an der Figur 11 gewisen. De Fall ouni Behandlung gëtt net gewisen, well en kee Widderstand gewisen huet a wärend dem Sandbombardementstest komplett erodéiert gouf (totale Masseverloscht). Aus der Figur 11 ass kloer ze gesinn, datt d'Prouf, déi mat der Biokompositioun AA behandelt gouf, 83,5% vun hirem Gewiicht bei enger Applikatiounsraten vun 2 l/m2 verluer huet, während all aner Prouwe manner wéi 30% Erosioun wärend dem Sandbombardementsprozess gewisen hunn. Wéi d'Applikatiounsraten op 3 l/m2 erhéicht goufen, hunn all behandelt Prouwe manner wéi 25% vun hirem Gewiicht verluer. Bei béiden Applikatiounsraten huet d'Verbindung FS déi bescht Widderstandsfäegkeet géint Sandbombardement gewisen. Déi maximal a minimal Bombardementswidderstandsfäegkeet an de mat FS an AA behandelte Prouwe kënnen op hir maximal a minimal CaCO3-Nidderschlag zréckgefouert ginn (Figur 6f).
Resultater vum Bombardement vu Sanddünen mat verschiddene Zesummesetzungen bei Duerchflussraten vun 2 an 3 l/m2 (Pfeiler weisen d'Wandrichtung un, Kräizer weisen d'Wandrichtung senkrecht zu der Fläch vun der Zeechnung un).
Wéi an der Figur 12 gewisen, ass de Kalziumkarbonatgehalt vun all de Formelen eropgaang, wéi d'Applikatiounsquote vun 1 L/m² op 3 L/m² eropgaang ass. Zousätzlech war bei all Applikatiounsquoten d'Formel mam héchste Kalziumkarbonatgehalt FS, gefollegt vu FA an UMC. Dëst weist drop hin, datt dës Formelen eng méi héich Uewerflächenwiderstandsfäegkeet hunn.
Figur 13a weist d'Ännerung vun der Uewerflächenwiderstand vun onbehandelten, Kontroll- a behandelte Buedemprouwen, gemooss mam Permeametertest. Aus dëser Figur ass et kloer, datt d'Uewerflächenwiderstand vun UMC-, AS-, FA- a FS-Formuléierungen däitlech mat der Erhéijung vun der Applikatiounsquote zougeholl huet. D'Erhéijung vun der Uewerflächenstäerkt war awer relativ kleng an der AA-Formuléierung. Wéi an der Figur gewisen, hunn FA- a FS-Formuléierunge vun net-Harnstoff-degradéiertem MICP eng besser Uewerflächenpermeabilitéit am Verglach mat Harnstoff-degradéiertem MICP. Figur 13b weist d'Ännerung vum TDV (Total Deviation Variable) mam Buedemuewerstand. Aus dëser Figur ass et kloer, datt fir Dünen mat engem Uewerflächenwiderstand vu méi wéi 100 kPa d'Schwellgeschwindegkeet fir d'Ofstrippen 25 m/s iwwerschreit. Well d'In-situ-Uewerflächenwiderstand einfach mam Permeameter gemooss ka ginn, kann dëst Wëssen hëllefen, d'TDV ouni Wandtunneltest ze schätzen, an doduerch als Qualitéitskontrollindikator fir Feldanwendungen déngen.
D'SEM-Resultater sinn an der Figur 14 gewisen. D'Figuren 14a-b weisen déi vergréissert Partikelen vun der onbehandelter Buedemprouf, wat kloer weist, datt se kohäsiv ass a keng natierlech Bindung oder Zementéierung huet. D'Figur 14c weist d'SEM-Mikrographie vun der Kontrollprouf, déi mat Harnstoff-ofgebautem MICP behandelt gouf. Dëst Bild weist d'Präsenz vu CaCO3-Nidderschléi als Kalzit-Polymorphen. Wéi an de Figuren 14d-o gewisen, bindt dat ausgefällt CaCO3 d'Partikelen zesummen; sphäresch Vateritkristaller kënnen och an de SEM-Mikrographien identifizéiert ginn. D'Resultater vun dëser Studie a fréiere Studien weisen drop hin, datt d'CaCO3-Bindungen, déi als Vaterit-Polymorphe geformt ginn, och eng raisonnabel mechanesch Stäerkt kënne bidden; eis Resultater weisen, datt den Uewerflächenwiderstand op 350 kPa eropgeet an d'Schwelltrennungsgeschwindegkeet vun 4,32 op méi wéi 25 m/s eropgeet. Dëst Resultat entsprécht de Resultater vu fréiere Studien, déi feststellen, datt d'Matrix vum MICP-Ausfällten CaCO3 Vaterit ass, wat eng raisonnabel mechanesch Stäerkt a Wanderosiounsbeständegkeet13,40 huet a kann och no 180 Deeg Belaaschtung duerch Feldbedingungen13 eng raisonnabel Wanderosiounsbeständegkeet behalen.
(a, b) SEM-Mikrographie vun onbehandeltem Buedem, (c) MICP Harnstoffofbaukontroll, (df) AA-behandelt Proben, (gi) AS-behandelt Proben, (jl) FA-behandelt Proben, an (mo) FS-behandelt Proben mat enger Applikatiounsquote vun 3 L/m2 bei verschiddene Vergréisserungen.
Figur 14d-f weist, datt no der Behandlung mat AA-Verbindungen Kalziumkarbonat op der Uewerfläch an tëscht de Sandkären ausgefällt ass, während och e puer onbeschichtete Sandkären observéiert goufen. Fir AS-Komponenten, obwuel d'Quantitéit u geformte CaCO3 net signifikant eropgaang ass (Fig. 6f), ass d'Quantitéit u Kontakter tëscht de Sandkären, verursaacht duerch CaCO3, signifikant eropgaang am Verglach mat AA-Verbindungen (Fig. 14g-i).
Aus de Figuren 14j-l an 14m-o ass kloer, datt d'Benotzung vu Kalziumformiat als Kalziumquell zu enger weiderer Erhéijung vun der CaCO3-Nidderschlag am Verglach mat der AS-Verbindung féiert, wat mat de Kalziummetermiessungen an der Figur 6f iwwereneestëmmt. Dësen zousätzleche CaCO3 schéngt haaptsächlech op de Sandpartikelen ofgesat ze ginn an verbessert net onbedéngt d'Kontaktqualitéit. Dëst bestätegt dat virdru observéiert Verhalen: trotz den Ënnerscheeder an der Quantitéit vum CaCO3-Nidderschlag (Figur 6f) ënnerscheede sech déi dräi Formuléierungen (AS, FA an FS) net wesentlech wat d'Anti-Eolesch (Wand-)Leeschtung (Figur 11) an d'Uewerflächenwiderstandsfäegkeet (Figur 13a) ugeet.
Fir déi CaCO3-beschichtete Bakterienzellen an den Ofdrock vun de bakteriellen Elementer op den ausgefällten Kristaller besser ze visualiséieren, goufen héichvergréissernd SEM-Mikroskopfotoe gemaach, an d'Resultater sinn an der Figur 15 gewisen. Wéi gewisen, fällt Kalziumkarbonat op de Bakterienzellen aus a liwwert d'Kären, déi fir d'Ausfällung do gebraucht ginn. D'Figur weist och déi aktiv an inaktiv Bindungen, déi duerch CaCO3 induzéiert ginn. Et kann ofgeschloss ginn, datt all Erhéijung vun inaktiven Bindungen net onbedéngt zu enger weiderer Verbesserung vum mechanesche Verhalen féiert. Dofir féiert eng Erhéijung vun de CaCO3-Ausfällungen net onbedéngt zu enger méi héijer mechanescher Stäerkt, an d'Ausfällungsmuster spillt eng wichteg Roll. Dëse Punkt gouf och an de Wierker vum Terzis a Laloui72 a vum Soghi an Al-Kabani45,73 ënnersicht. Fir d'Bezéiung tëscht dem Ausfällungsmuster an der mechanescher Stäerkt weider z'ënnersichen, ginn MICP-Studien mat µCT-Bildgebung recommandéiert, wat iwwer den Ëmfang vun dëser Studie erausgeet (dh d'Aféierung vu verschiddene Kombinatioune vu Kalziumquellen a Bakterien fir ammoniakfräie MICP).
CaCO3 huet aktiv an inaktiv Bindungen a Proben induzéiert, déi mat (a) AS-Zesummesetzung an (b) FS-Zesummesetzung behandelt goufen, an huet en Ofdrock vu Bakterienzellen um Sediment hannerlooss.
Wéi an de Figuren 14j-o an 15b gewisen, gëtt et e CaCO₂-Film (laut der EDX-Analyse ass d'Zesummesetzung vun all Element am Film 11% Kuelestoff, 46,62% Sauerstoff a 42,39%, wat ganz no beim Prozentsaz vu CaCO₂ an der Figur 16 läit). Dëse Film bedeckt d'Vateritkristaller an d'Buedempartikelen a hëlleft d'Integritéit vum Buedem-Sediment-System z'erhalen. D'Präsenz vun dësem Film gouf nëmmen an de Prouwe observéiert, déi mat der Formuléierung op Formiatbasis behandelt goufen.
Tabelle 2 vergläicht d'Uewerflächenstäerkt, d'Schwellgeschwindegkeet vun der Ofléisung an de bioinduzéierte CaCO3-Gehalt vu Buedem, déi a fréiere Studien an dëser Studie mat harnstoffofbauenden an net-harnstoffofbauenden MICP-Weeër behandelt goufen. Studien iwwer d'Wanderosiounsbeständegkeet vu MICP-behandelten Düneprouwen si limitéiert. Meng et al. hunn d'Wanderosiounsbeständegkeet vu MICP-behandelten harnstoffofbauenden Düneprouwen mat engem Blattbléiser ënnersicht,13 wärend an dëser Studie net-harnstoffofbauende Düneprouwen (souwéi harnstoffofbauende Kontrollen) an engem Wandtunnel getest a mat véier verschiddene Kombinatioune vu Bakterien a Substanzen behandelt goufen.
Wéi ee gesäit, hunn e puer fréier Studien héich Applikatiounsraten iwwer 4 L/m²13,41,74 berücksichtegt. Et ass derwäert ze bemierken, datt héich Applikatiounsraten aus wirtschaftlecher Siicht net einfach um Terrain uwendbar sinn, wéinst de Käschte fir d'Waasserversuergung, den Transport an d'Applikatioun vu grousse Waassermengen. Méi niddreg Applikatiounsraten, wéi 1,62-2 L/m², hunn och zimlech gutt Uewerflächenstäerkten vu bis zu 190 kPa an en TDV vu méi wéi 25 m/s erreecht. An der aktueller Studie hunn Dünen, déi mat Format-baséiertem MICP ouni Harnstoffofbau behandelt goufen, héich Uewerflächenstäerkten erreecht, déi vergläichbar waren mat deenen, déi mam Harnstoffofbauwee am selwechte Beräich vun Applikatiounsraten erreecht goufen (d.h. Proben, déi mat Format-baséiertem MICP ouni Harnstoffofbau behandelt goufen, konnten och deeselwechte Beräich vun Uewerflächenstäerktwäerter erreechen, wéi vum Meng et al., 13, Figur 13a gemellt), bei méi héijen Applikatiounsraten. Et kann och gesi ginn, datt bei enger Applikatiounsquote vun 2 L/m2 den Ausbeut u Kalziumkarbonat fir d'Mitigatioun vun der Wanderosioun bei enger Wandgeschwindegkeet vun 25 m/s 2,25% fir de Format-baséierte MICP ouni Harnstoffofbau war, wat ganz no bei der erfuerderlecher Quantitéit u CaCO3 (dh 2,41%) ass am Verglach mat Dünen, déi mam Kontroll-MICP mat Harnstoffofbau bei der selwechter Applikatiounsquote an der selwechter Wandgeschwindegkeet (25 m/s) behandelt goufen.
Dofir kann aus dëser Tabelle geschloss ginn, datt souwuel de Harnstoff-Ofbauwee wéi och de Harnstofffräien Ofbauwee eng zimlech akzeptabel Leeschtung a punkto Uewerflächenwiderstand an TDV liwwere kënnen. Den Haaptunterschied ass, datt de harnstofffräien Ofbauwee keen Ammoniak enthält an dofir e méi niddregen Ëmweltimpakt huet. Zousätzlech schéngt d'Formiat-baséiert MICP-Method ouni Harnstoffofbau, déi an dëser Studie virgeschloe gëtt, besser performant ze sinn wéi d'Acetat-baséiert MICP-Method ouni Harnstoffofbau. Och wann de Mohebbi et al. d'Acetat-baséiert MICP-Method ouni Harnstoffofbau studéiert hunn, huet hir Studie Proben op flaache Flächen abegraff9. Wéinst dem méi héije Grad vun Erosioun, déi duerch Wirbelbildung ronderëm d'Düneprouwen verursaacht gëtt, an der resultéierender Scherung, déi zu engem méi niddregen TDV féiert, gëtt erwaart, datt d'Wanderosioun vun den Düneprouwen mat der selwechter Geschwindegkeet méi däitlech ass wéi déi vu flaache Flächen.