Источник: magnific.com
Строить дороги и промышленные объекты в Арктике сложно: мерзлота меняет свойства при сезонном промерзании и оттаивании, а основания со временем проседают и размываются. Учёные Дальневосточного федерального университета предложили укреплять такие грунты с помощью бактерий. Микроорганизмы запускают образование минерала, который связывает частицы песка и делает основание прочнее.
Технологию создают специалисты Института Мирового океана ДВФУ. Для работы они используют бактерии из прибрежных почв. При внесении в грунт вместе с питательным раствором эти микроорганизмы запускают образование карбоната кальция — природного минерала, способного цементировать рыхлые породы.
В результате в песчаном грунте появляются кристаллы кальцита. Они связывают частицы между собой, уплотняют структуру и помогают ей лучше сопротивляться воде. В лабораторных испытаниях обработанные образцы стали прочнее и меньше разрушались при размывании.
Для арктического строительства такой подход важен не только из-за прочности. В северных регионах любое вмешательство в природу требует осторожности: экосистемы восстанавливаются медленно, а доставка строительных материалов обходится дорого. Биоцементация может сократить объём привозного грунта и уменьшить использование агрессивных реагентов.
«Для хрупкой арктической экосистемы это критически важно: любое строительство в Заполярье должно быть максимально щадящим», — отметила Елена Богатыренко, кандидат биологических наук, заведующая научно-исследовательской лабораторией морской микробиологии Института Мирового океана ДВФУ.
Разработку рассматривают для укрепления оснований дорог, дамб и склонов, а также для защиты грунтов от размывания. Ещё одно направление — материалы, которые способны частично восстанавливаться после появления трещин: бактерии могут активироваться во влажной среде и снова выделять кальцит.
У технологии есть и промышленный потенциал. Её могут применять при работе со скважинами, на угольных складах и отвалах, где нужно уменьшить пыление. Кроме того, биоцементация может помочь закреплять часть загрязняющих веществ в минеральных формах, менее подвижных в почве и воде.
Сейчас исследователи завершили лабораторный этап, выбрали наиболее эффективные штаммы бактерий и проверили метод на образцах, приближенных к арктическим условиям. Следующий шаг — испытания на реальных объектах вместе с индустриальными партнёрами.
Если технология подтвердит эффективность вне лаборатории, её можно будет использовать для более устойчивого и экологичного строительства в северных регионах.
Биоцементация — направление на стыке микробиологии, химии и инженерии. Оно основано на способности микроорганизмов участвовать в образовании минералов, которые укрепляют грунт.
Для Арктики такие решения особенно востребованы. Дороги, трубопроводы и промышленные площадки здесь строят на сложных основаниях, чувствительных к перепадам температуры. Поэтому инженерам нужны технологии, которые повышают устойчивость инфраструктуры и одновременно снижают нагрузку на окружающую среду.
Разработка ведётся в рамках стратегического проекта ДВФУ «Научно-производственные технологии Мирового океана, шельфа и Арктики» по программе «Приоритет-2030».
Подписывайтесь на наш Telegram-канал — там еще больше важных новостей!
