СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ПЕСКА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Авторы

  • Бауыржан Жанатаев Казахский национальный педагогический университет имени Абая
  • Зина Тұнғышбаева Казахский национальный педагогический университет имени Абая
  • Айнур Жанатаева КГП на ПХВ Кегенская районная больница
  • Меиржан Даулеткұл Казахский национальный педагогический университет имени Абая
  • Айман Токтамысова Казахстанско-Российский медицинский университет

DOI:

https://doi.org/10.37884/4-2024/18

Ключевые слова:

Биоцемент, устойчивость к уреазе, песок, Sem микроскоп, MICP.

Биография автора

Бауыржан Жанатаев, Казахский национальный педагогический университет имени Абая

Жанатаев Бауыржан Туралыулы – докторант, Казахский национальный педагогический университет имени Абая, ул. Казыбек Би, 30, Алматы, Казахстан. bauka2923@gmail.com

Аннотация

        Цемент это не только строительный материал, но и материал, обеспечивающий сохранение культурного наследия в обществе. Хотя ежегодно в мире возводятся тысячи сооружений с использованием цементного бетона, в том числе культурное наследие, исторические памятники, со временем бетон разрушается, становится непригодным и опасным для человека и животных. Поэтому для cохранения и восстановления этих структур можно использовать материалы, обладающие способностью к самовосстановлению. Использование уреазно-активных бактерий эффективно решает эти проблемы, потому что, если бактерии используются в бетонных конструкциях, они продолжают жить и делиться в бетоне. Уреаза способствует минерализации карбоната кальция путем гидролиза мочевины, присутствующей в окружающей среде. В результате активности уреазы выделяется углекислый газ, бактерии могут использовать мочевину в качестве источника азота, аммиак повышает рН среды что приводит к образованию осадка Ca2+ и Co3+ Ca2Co3. Это уникальное свойство делает его особенно подходящим для использования в строительной отрасли (бетонные конструкции, штукатурные растворы, готовые смеси,  производство огнеупорных элементов, кирпича).

      Микроорганизмы были выделены из сточных вод, а затем проверены на способность гидролиза мочевины. По результатам испытаний проведены испытания 7 изолятов, из них отобраны 2 штамма с высокой уреазной активностью.

       В данной статье изучен метод биоцементации песка. Были проведены испытания на эрозию дождевых вод, чтобы проверить прочность затвердевшего песка. Кроме того, при исследовании укрепленного песка под микроскопом SEM-BSE можно четко увидеть биоцементность карбонатов кальция в песке.

Библиографические ссылки

Курманбаев, АА, Нагметова, ГЖ, Бижанова, ЛЖ, и соавт. 2017. Выделение уреолитическихъ бактерий, перспективных для микробиологического осаждения кальцита. Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 4(1). https://cyberleninka.ru/article/n/vydelenie-ureoliticheskih-bakteriy-perspektivnyh-dlya-mikrobiologicheskogo-osazhdeniya-kaltsita.

Сембаев, КД, Сембаева ДЖ, Данлыбаева ГА и соавт. 2019. Скрининг уреолитических микроорганизмов, перспективных для цементации песков. Проблемы Науки. 8 (141). https://cyberleninka.ru/article/n/skrining-ureoliticheskih-mikroorganizmov-perspektivnyh-dlya-tsementatsii-peskov.

Ahenkorah, I, Mizanur R., Rajibul K, et al. 2021. Enzyme induced calcium carbonate precipitation and its engineering application: A systematic review and meta-analysis. Construction and Building Materials. 308, 125000. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0950061821027471

Akanksha, B, Emmanuel, S, Sumi, S. 2024. Composite biomediated engineering approaches for improving problematic soils: Potentials and opportunities, Science of The Total Environment. 914, 169808. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969723084401

Alotaibi, E, Arab, MG, Abdallah, M, et al. 2022. Life cycle assessment of biocemented sands using enzyme induced carbonate precipitation (EICP) for soil stabilization applications. 12(1), 6032. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9001663/

Даулеткұл, М., Тұнғышбаева, З., Янкьевич, У., Қыдырбава, Ә., & Турсынханқызы, М. 2024. Деградациялану мен шөлейіттенуден қорғау үшін ферменттік индукцияланған кальций карбонатының тұнбасы арқылы құм мен тозған топырақты нығайту. Izdenister natigeler, (2 (102)), 271-282. https://journal.kaznaru.edu.kz/index.php/research/article/view/601

Joshi S., Goyal S., Mukherjee A., Reddy M.S. Microbial healing of cracks in concrete: a review. J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 44(11), 1511‒1525, 2017. doi: 10.1007/s10295-017-1978-0 https://ouci.dntb.gov.ua/en/works/4knRppG7/

Castro M.J., Lopez C.E., Narayanasamy R., et al. Potential of enzymes (urease & carbonic anhydrase). Chim. Oggi. Chem., 34(4), 56‒59, 2016. https://www.researchgate.net/publication/306278739

Wang Z., Zhang N., Cai G., et al. Review of ground improvement using microbial induced carbonate precipitation (MICP). Mar.Georesour.Geotechnol, 35(8), 1135‒1146, 2017. doi: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2949929123000025

Mazzei L., Cianci M., Benini S., et al. Kinetic and structural studies reveal a unique binding mode of sulfite to the nickel center in urease. J. Inorg. Biochem., 154, 42‒49, 2016. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2015.11.003 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26580226/

Vsevolod, M, Elaman, K, Aibuldinov, K, et al. 2019. Efficient road base material from Kazakhstan's natural loam strengthened by ground cooled ferrous slag activated by lime production waste. Journal of Cleaner Production. 231, 1428-1436. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S095965261931786X

De Muynck W., Cox K., De Belie N., Verstraete W. Bacterial carbonate precipitation as an alternative surface treatment for concrete. Constr. Build. Mater., 22(5), 875‒885, 2018. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2006.12.011 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2949929123000086

Basheer P.A.M., Basheer L., Cleland D.J., Long A.E. Surface treatments for concrete: assessment methods and reported performance. Constr. Build. Mater. 11(7‒8), 413‒429, 1997. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0950061897000196

Zhang, K, Tang, CS, Jiang, NJ, et al. 2023. Microbial induced carbonate precipitation (MICP) technology: a review on the fundamentals and engineering applications. Environ Earth Sci. 82(9), 229. doi: 10.1007/s12665-023-10899-y. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10131530/

Krishnapriya S., Babu D.V. Isolation and identification of bacteria to improve the strength of concrete. Microbiol. Res., 174, 48‒55, 2015. doi: 10.1016/j.micres.2015.03.009 https://link.springer.com/article/10.1617/s11527-005-9014-7.

Garabito M.J., Márquez M.C., Ventosa A. Halotolerant Bacillus diversity in hypersaline environments. Can. J. Microbiol. 44(2), 95‒102, 1998. doi: 10.1139/w97-125 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9783177/

Ventosa A., Márquez M.C., Garabito M.J., Arahal D.R. Moderately halophilic gram-positive bacterial diversity in hypersaline environments. Extremophiles, 2(3), 297‒304, 1998. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8177169/

Panosyan H., Hakobyan A., Birkeland N.K., Trchounian A. Bacilli community of saline–alkaline soils from the Ararat Plain (Armenia) assessed by molecular and culture-based methods. Syst. Appl. Microbiol., 41(3), 232‒240, 2019. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29342414/

Kushwaha B., Jadhav I., Verma H.N., et al. Betaine accumulation suppresses the de-novo synthesis of ectoine at a low osmotic concentration in Halomonas sp SBS 10, a bacterium with broad salinity tolerance. Mol. Biol. Rep., 46(5), 4779‒4786, 2019. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31230183/

Obeidat M. Isolation and characterization of extremely halotolerant Bacillus species from Dead Sea black mud and determination of their antimicrobial and hydrolytic activities. Afr. J. Microbiol. Res., 11(32), 1303‒1314, 2017. doi: 10.5897/AJMR2017.8608 https://academicjournals.org/journal/AJMR/article-full-text-pdf/9A1272765714.pdf

Загрузки

Опубликован

30.12.2024

Как цитировать

Жанатаев, Б., Тұнғышбаева , З., Жанатаева , А., Даулеткұл , М., & Токтамысова , А. (2024). СПОСОБ УКРЕПЛЕНИЯ ПЕСКА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИМ МЕТОДОМ. Izdenister Natigeler, (4 (104), 182–191. https://doi.org/10.37884/4-2024/18

Выпуск

Раздел

ЗЕМЛЕДЕЛИЕ, АГРОХИМИЯ, КОРМОПРОИЗВОДСТВО, АГРОЭКОЛОГИЯ

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)