Сотрудники Института Мирового океана Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) разработали технологию укрепления грунтов с помощью бактерий. Метод превращает рыхлый песок в прочное основание для дорог и промышленных объектов. Разработка создана специально для Арктики, где грунт постоянно деформируется из-за замерзаний и оттаиваний.
Технология копирует природные процессы. Ученые выделили из прибрежных почв бактерии, которые вырабатывают фермент, запускающий химическую реакцию. При добавлении в грунт вместе с питательным раствором микроорганизмы начинают вырабатывать карбонат кальция — тот же минерал, из которого состоят мел, известняк и ракушки. Кристаллы кальцита заполняют пустоты между песчинками и склеивают их, превращая рыхлую почву в каменную структуру. В лабораторных испытаниях обработанные образцы становились прочными и не размывались водой.
Особенно важно, что разработка не наносит вреда природе. В отличие от химических реагентов и цемента, бактерии работают мягко и не загрязняют окружающую среду. Более того, сам процесс биоцементации участвует в связывании углекислого газа из атмосферы — точно так же, как это происходит в природе при формировании известняковых пород. Для хрупкой арктической экосистемы это критически важно
У технологии много вариантов применения. Для нефтегазовых компаний она поможет укреплять скважины и управлять потоками воды в пластах без агрессивной химии. Бактериальный метод также способен связывать тяжелые металлы и радиоактивные элементы, превращая их в безопасные минералы.
Биоцемент можно использовать при строительстве дорог и дамб в районах вечной мерзлоты, для укрепления склонов и предотвращения оползней. Еще одно направление — самовосстанавливающийся бетон: при появлении трещин бактерии «просыпаются» и заделывают повреждения кальцитом.
Сейчас ученые завершили лабораторные испытания, отобрали самые эффективные штаммы и подтвердили, что метод работает на образцах грунта, имитирующих арктические условия. Следующий этап — промышленные испытания на реальных объектах. По предварительным оценкам, технология позволит сократить объемы привозного грунта, снизить затраты на укрепление оснований и минимизировать ущерб для природы Арктики.
Ранее Наука Mail писала о том, что в России восстановили памятник при помощи бактерий.