Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) разработали технологию укрепления грунтов с помощью бактерий. Новый метод биоцементации позволяет превращать рыхлый песок в прочное каменное основание, пригодное для строительства дорог и промышленных объектов в суровых условиях Арктики. Разработка призвана решить проблему деформации грунта при постоянном замерзании и оттаивании вечной мерзлоты, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
В отличие от традиционного бетона, новая технология копирует природные процессы. Ученые выделили из прибрежных почв особые бактерии, которые вырабатывают особый фермент. При добавлении в грунт вместе с питательным раствором эти микроорганизмы запускают химическую реакцию, в результате которой выделяется карбонат кальция — тот самый минерал, из которого состоят мел и известняк. Кристаллы кальцита заполняют пустоты между песчинками и надежно склеивают их, создавая монолитную структуру.
Лабораторные испытания подтвердили эффективность метода: обработанные образцы грунта становились настолько прочными, что не размывались водой. Важным преимуществом является экологичность процесса. Бактерии работают мягко, не загрязняя почву, а сам процесс биоцементации связывает углекислый газ из атмосферы. «Для хрупкой арктической экосистемы это критически важно: любое строительство в Заполярье должно быть максимально щадящим», — комментирует Елена Богатыренко, кандидат биологических наук, заведующая Научно-исследовательской лабораторией морской микробиологии Института Мирового океана ДВФУ.
Разработку уже сейчас можно применять в нефтегазовой отрасли для укрепления скважин без агрессивной химии. Кроме того, бактериальный метод способен связывать тяжелые металлы и радиоактивные элементы, превращая их в безопасные минералы, что делает технологию идеальной для рекультивации загрязненных территорий.
Еще одно перспективное направление — создание самовосстанавливающегося бетона. Если добавить такие бактерии в бетонную смесь, то при появлении трещин микроорганизмы «проснутся» и заделают повреждения, выделяя кальцит. Это значительно продлит срок службы зданий в суровом климате. Также технология поможет бороться с пылью на угольных складах, создавая на поверхности прочную корку.
Сейчас исследователи завершили лабораторный этап, отобрав самые эффективные штаммы бактерий. Следующим шагом станут промышленные испытания на реальных объектах совместно с индустриальными партнерами. По предварительным оценкам, внедрение технологии позволит сократить объемы привозного грунта при строительстве насыпей и снизить затраты на укрепление оснований инфраструктуры в Арктике.
Ранее ученые выяснили, почему цианобактерии образуют плотные скопления при атаке хищников.