Новый тип биоцемента, производимый на месте и при температуре окружающей среды, недавно был предложен в качестве многообещающего метода стабилизации различных типов почв. Этот метод использует метаболизм бактерий для производства кристаллов кальцита, которые прочно связывают частицы почвы вместе. Такой биогеохимический процесс является энергоэффективным и рентабельным, поэтому его можно быстро развернуть в ближайшие годы. Но, поскольку для работы метода грунт необходимо пропитать, он менее подходит для глинистых грунтов с низкой водопроницаемостью. Поэтому команда LMS разработала и успешно протестировала жизнеспособную альтернативу, которая включает применение электрического тока с помощью утопленных электродов.
«Наши результаты показывают, что эта геоэлектрохимическая система действительно влияет на ключевые стадии процесса кальцификации, особенно на образование и рост кристаллов, которые связывают почву вместе и улучшают ее „поведение“», — объясняет Димитриос Терзис, ученый из LMS и один из авторов статьи.
Биоцемент образуется в результате внесения в почву химических веществ. К ним относятся растворенные ионы карбоната и кальция, которые несут противоположные заряды. Затонувшие аноды и катоды используются для создания электрического поля, почти так же, как гигантская батарея. Ток вынуждает ионы перемещаться через среду с низкой проницаемостью, где они встречаются, перемешиваются и, в конечном итоге, взаимодействуют с частицами почвы. Результатом является рост карбонатных минералов, которые действуют как звенья или «мосты», улучшающие механические характеристики и сопротивление почвы.
В прошлом почвы рассматривались исключительно как смесь твердой земли, воздуха и воды. По словам соавторов исследования, их работа подчеркивает, как междисциплинарные подходы — а именно использование концепций биологии и электрохимии и использование достижений и механизмов из других научных областей — могут открыть принести значительную выгоду и решить насущные проблемы.
Читать также
В черных дырах могут быть вселенные. Рассказываем о новом открытии
На 3 день болезни большинство больных COVID-19 теряют обоняние и часто страдают насморком