Искусственные грунты: 10. Искусственные грунты.

10. Искусственные грунты.

На земной поверхности образуются достаточно большие отложения, представляющие собой или отходы хозяйственной деятельности человека (отвалы шахт, заводов, городские свалки и т.д.), или отложения, специально созданные человеком в строительных целях. Такого типа отложения принято называть искусственными грунтами.

Искусственные грунты используются в качестве оснований зданий и сооружений, а также материала для строительства различных инженерных сооружений (земляные плотины, железнодорожные насыпи и прочее).

Классификация искусственных грунтов. В число этих грунтов входит большая группа различных по происхождению, составу и свойствам геологических образований. В таблице 5 приводится классификация искусственных грунтов, в основу которой положены условия формирования этих образований. Все искусственные грунты подразделяют на 5 типов: намытые, отсыпные, измененные на месте, культурные слои и улучшенные грунты.

Намытые грунты.

Намыв грунтов производится средствами гидромеханизации с помощью трубопроводов. Можно производить организованные намывы. При организованных намывах, которые производятся в инженерно-строительных целях, создаются грунты с заранее заданными свойствами. Так, например, намываются высокоплотные толщи песка, предназначенные служить основанием для зданий и сооружений. При неорганизованном намыве решается задача перемещение грунта для освобождения рабочей площадки. Примером могут быть вскрышные работы на месторождениях полезных ископаемых.

Типы искусственных грунтов	Способы образования
Намытые	Организованные и неорганизованные намывы.
Отсыпные	Планомерная и непланомерная отсыпка.

Отсыпные (насыпные) грунты.

Отсыпные грунты по технологии своего образования подразделяют на планомерно и непланомерно отсыпные. Планомерно возведенные насыпи отсыпаются из природных горных пород разного состава в целях планировки территории или для создания различных земельных сооружений (насыпи железных и автомобильных дорог, дамбы и т.д.). Для таких насыпей используют грунты соседних выемок или специально заложенных карьеров бывают случаи формирования насыпей из отходов производства (шлаки, золы и т.д.).

Во всех этих случаях создаются искусственные грунты с заранее заданным составом и свойствами. Их укладывают с учетом последующего использования в качестве сооружения.

Образование непланомерно отсыпанных насыпей обычно бывает связано с необходимостью удаления больших масс горных пород (срезка при планировке местности, выемка грунта из котлованов, проходка траншей под коммуникации и т.д.), промышленных отходов (шлаки, золы и т.

д.) и бытовых отбросов в отвал. В этом случае образуются наносы со значительной изменчивостью состава и плотности. Наиболее отрицательными свойствами обладают бытовые свалки. Общим для всех этих грунтов является недоуплотненность, водонасышенность, способность к большой сжимаемости.

На грунтах бытовых свалок возводить здания чрезвычайно трудно. Лучше обстоит дело с грунтами из промышленных отходов, особенно типа отвалов пустой породы горнорудной промышленности.

Ориентировочно периоды времени, необходимые для естественного уплотнения различных видов насыпных грунтов, представляются следующим образом:

1. для планомерно возведенных насыпных грунтов 0,5-2 года.

2. глинистых грунтов 2-8 лет.

3. отвалов песчаных грунтов 2-5 лет.

4. отвал шлаков, формировочных земель, отходов обогатительных фабрик, золы в зависимости от состава 10-20 лет.

5. свалок грунтов, откосов различных производств и бытовых отбросов в зависимости от состава 10-30 лет.

Намывные грунты.

На участке нашего исследования намыв производится земснарядами. В качестве карьерных грунтов использовались русловые отложения Иртыша.

На площадке намыва первоначально производилась обваловывание участка из местного грунта (карта намыва). Внутренняя часть карты замывается с помощью трубопроводов. Консистенция пульпы . После намыва на поверхности остается песок (глинистые и пылеватые частицы выносятся, через водосбрасывающие колодцы обратно в Иртыш).

Текстура песка типично слоистая. Мощность намывной толщи приблизительно от 5 до 7 м. Грунты могут быть использованы в качестве карьерного материала для строительства автомобильной дороги. Насыпные грунты служат основанием для БСМП №1 и ряда других гражданских сооружений. Мощность насыпного слоя грунта около 4-5 м.

Техногенные грунты в Москве. Инженерные изыскания

Комплексное исследование грунтов входит в перечень работ, выполняемых грунтовой лабораторией компании ООО «ГеоЭкоСтройАнализ». Среди исследуемых нами типов грунтов есть и техногенные.

Техногенными грунтами называют искусственные грунты, которые были образованы вследствие того, что человек вел инженерно-строительную, сельскохозяйственную, горнотехническую и другую деятельность. Техногенные грунты бывают насыпными, намывными, измененными на месте.

Насыпными грунтами называют отвалы, которые сформировались при строительных и земляных работах, подсыпках, а также представляют собой культурный слой грунтов и твердые отходы, возникающие при ведении производственных процессов.

Намывными грунтами называют грунты, образовавшиеся при переукладке природных грунтов гидромеханизированным способом, что приводит к появлению гидроотвалов, намывных территорий, хвостохранилищ.

Разновидность техногенных грунтов, измененных на месте, формируется в процессе добычи полезных ископаемых при использовании методов подземного выщелачивания, а также при проведении работ, связанных с технической мелиорацией грунтов, и других хозяйственных и промышленных работ.

Техногенные грунты достигли сегодня общего объема более двух тысяч кубических километров. Среди них количество техногенных грунтов, образованных вследствие горнотехнических работ, достигает тысячи шестисот кубических километров. Преимущественно техногенные грунты образуются в тех районах, где работают большие горнодобывающие комплексы, урбанизированные агломерации, а также на территориях крупных городов.

Техногенные грунты образуются в отдельных районах, с интенсивностью до тысячи кубических метров, на территории в один квадратный километр в течение года. Отложения техногенных грунтов достигают мощности в десятки и сотни метров.

Задачи по складированию и длительному хранению отходов горнотехнического и промышленного характера связаны с значительными затратами, а также с потерей сельскохозяйственных угодий, загрязнением атмосферы, негативными воздействиями на воды поверхностного и подземного типа. В техногенных грунтах, образующихся вследствие горного производства, содержится в значительных количествах уголь, черные, цветные и благородные металлы, редкие элементы, извлекать которые экономически нерентабельно. В техногенных грунта может содержаться незначительное количество меди, цинка, молибдена, кобальта, других элементов, используемых в качестве важного агрономического сырья.

Техногенные грунты часто становятся основанием и материалом для строительства сооружений различного типа. Техногенные отложения используются в качестве закладочного материала при проведении горных работ, в строительстве дорожного покрытия и в технологии рекультивации земель. Утилизацию техногенных грунтов, состоящих из зол ТЭС, металлургических шлаков, вскрышных пород, производят, используя, как дорожно-строительные материалы.

Техногенные грунты часто именуют антропогенными. Речь идет об естественных грунтах и почвах, измененных и перемещенных вследствие деятельности людей, и антропогенных образованиях, которые образуются из твердых отходов хозяйственной деятельности человека, у которых коренным образом изменился состав, структура, текстура органического и минерального сырья.

В больших городах рост бытовых и производственных отходов вызывает серьезное беспокойство. Эти отходы располагаются на непрерывно расширяющихся площадях, что угрожает жизненной среде людей серьезным вредом.

Множество искусственных отходов возникает в связи с военными действиями, что приводит к значительному изменению земной поверхности, существенному нарушению природных массивов горных пород, созданию искусственных грунтовых накоплений, состоящих из минеральных масс и разрушенных сооружений.

На основании общепринятой классификации, указанной в ГОСТ 25100-95, техногенные грунты считаются отдельным классом.

Цены ниже среднерыночных. Сравните и убедитесь

Работаем комплексно, есть лаборатория и инструменты для выполнения всех необходимых работ

Готовы выехать на объект на следующий день после согласования

Срок, цена и гарантии закреплены в договоре и не изменяются

Наши заключения всегда проходят проверки надзорных органов

Мы лицензированная организация, имеем необходимые сертификаты

Искусственные почвы выявляют индивидуальные факторы контроля микробных процессов

. 2022 г., 30 августа; 7(4):e0030122.

doi: 10.1128/msystems.00301-22. Epub 2022 26 июля.

Иленн Дель Валье ¹ , Сяодун Гао ² , Teamrat A Ghezzehei ³ , Джонатан Дж. Силберг ^{4 5 6}

, Кэролайн Масиелло ^{2 4 7}

Принадлежности

• ¹ Высшая программа по системам, синтетической и физической биологии, Университет Райса, Хьюстон, Техас, США.
• ² Департамент наук о Земле, окружающей среде и планетах Университета Райса, Хьюстон, Техас, США.
• ³ Департамент наук о жизни и окружающей среде, Калифорнийский университет, Мерсед, Калифорния, США.
• ⁴ Факультет биологических наук, Университет Райса, Хьюстон, Техас, США.
• ⁵ Факультет биоинженерии, Университет Райса, Хьюстон, Техас, США.
• ⁶ Факультет химической и биомолекулярной инженерии, Университет Райса, Хьюстон, Техас, США.
• ⁷ Химический факультет Университета Райса, Хьюстон, Техас, США.

• PMID: 35880897
• PMCID: PMC9426496
• DOI: 10. 1128/мсистем.00301-22

Бесплатная статья ЧВК

Иленн Дель Валле и др. mSystems. 2022 .

Бесплатная статья ЧВК

. 2022 г., 30 августа; 7(4):e0030122.

doi: 10.1128/msystems.00301-22. Epub 2022 26 июля.

Авторы

Иленн Дель Валье ¹ , Сяодун Гао ² , Teamrat A Ghezzehei ³ , Джонатан Дж. Силберг ^{4 5 6}

, Кэролайн Масиелло ^{2 4 7}

Принадлежности

• ¹ Высшая программа по системам, синтетической и физической биологии, Университет Райса, Хьюстон, Техас, США.
• ² Департамент наук о Земле, окружающей среде и планетах Университета Райса, Хьюстон, Техас, США.
• ³ Департамент наук о жизни и окружающей среде, Калифорнийский университет, Мерсед, Калифорния, США.
• ⁴ Факультет биологических наук, Университет Райса, Хьюстон, Техас, США.
• ⁵ Факультет биоинженерии, Университет Райса, Хьюстон, Техас, США.
• ⁶ Факультет химической и биомолекулярной инженерии, Университет Райса, Хьюстон, Техас, США.
• ⁷ Химический факультет Университета Райса, Хьюстон, Техас, США.

• PMID: 35880897
• PMCID: PMC9426496
• DOI: 10.1128/мсистем.00301-22

Абстрактный

Свойства матрицы почвы влияют на поведение микробов, лежащее в основе круговорота питательных веществ, производства парниковых газов и почвообразования. Однако динамическая и неоднородная природа почв затрудняет распутывание влияния различных свойств матрицы на поведение микробов. Чтобы решить эту проблему, мы разработали настраиваемый рецепт искусственной почвы и использовали эти материалы для изучения абиотических механизмов, управляющих ростом микробов в почве и коммуникацией. Когда мы использовали стандартизированные матрицы с различной текстурой для культивирования биосенсоров, сообщающих о газе, мы обнаружили, что грамотрицательная бактерия (Escherichia coli) лучше всего растет в синтетических илистых почвах, оставаясь активной в широком диапазоне потенциалов почвенной матрицы, в то время как грамположительная бактерия (Bacillus subtilis) предпочитала песчаные почвы, образуя споры при низком водном потенциале. Текстура почвы, минералогия и щелочность снижают биодоступность сигнальной молекулы ацилгомосеринлактона (АГЛ), которая контролирует поведение микробов на уровне сообщества. Текстура контролировала время обнаружения АГЛ, в то время как биодоступность АГЛ снижалась примерно на 10 9 .0007 5 -кратно по минералогии и ~10 ³ -кратно по щелочности. Наконец, мы построили искусственные почвы с рядом сложностей, которые сходятся в свойствах одного Mollisol. По мере того, как сложность искусственной почвы становилась все более похожей на Mollisol, поведение микробов приближалось к поведению, происходящему в естественной почве, за заметным исключением органических веществ. ВАЖНОСТЬ Понимание механизмов экологического контроля над почвенными микробами затруднено, поскольку многие абиотические параметры изменяются одновременно и неконтролируемо при сравнении различных природных почв, что препятствует механистическому определению влияния любого отдельного почвенного параметра на поведение микробов. Мы описываем, как текстура почвы, минералогия, pH и содержание органических веществ могут индивидуально варьироваться в искусственных почвах, чтобы изучить их влияние на почвенные микробы. Используя микробные биосенсоры, которые сообщают о выработке редкого газа-индикатора, мы определяем свойства почвы, которые контролируют рост микробов и ослабляют биодоступность диффундирующего химического вещества, используемого для контроля поведения на уровне сообщества. Мы обнаружили, что искусственные почвы по-разному влияют на биодоступность сигнала и рост грамотрицательных (Escherichia coli) и грамположительных (Bacillus subtilis) микробов. Эти искусственные почвы полезны для изучения механизмов, лежащих в основе почвенного контроля микробной приспособленности, передачи сигналов и переноса генов.

Ключевые слова: ацилгомосеринлактон; искусственные грунты; биосенсор; сотовая сигнализация; индикаторный газ; земля; синтетическая биология; кривая удержания воды.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Цифры

РИС. 1

Дизайн и характеристика искусственных…

РИС. 1

Дизайн и характеристика искусственных грунтов. (А) Искусственные грунты, полученные путем: (1) смешивания…

РИСУНОК 1

Дизайн и характеристика искусственных грунтов. (A) Искусственные почвы, полученные путем: (1) смешивания кварца разных размеров вместе для получения текстуры; (2) добавление глинистых минералов для изменения минералогии; (3) корректировка pH с помощью CaCO ₃ ; (4) агрегирование с использованием циклов влажный-сухой; и (5) гидратация до желаемого содержания воды (θ) и потенциала (ψ _м ). (B) Три искусственных почвы (Q2a, M2a и Q2x0,5) и естественная почва. (C) Кривые водоудержания почв, которые различаются только по текстуре или (D) минералогии. Вода, доступная заводу, соответствует тенденции Q2a > Q3a > Q1. (E) Площадь поверхности почв с различным минералогическим составом. Столбики погрешностей представляют одно стандартное отклонение из трех экспериментов.

РИС. 2

Влияние распределения частиц по размерам…

РИС. 2

Влияние распределения частиц по размерам на микробный рост. Генетическая схема, используемая для программирования…

РИС 2

Влияние распределения частиц по размерам на микробный рост. Генетическая схема, используемая для программирования конститутивного производства газа-индикатора в (A) 9019. 3 Ec-MHT и (B) Bs-MHT . В обоих штаммах ген MHT встроен в хромосому и экспрессируется с использованием конститутивного промотора, так что он всегда включен. CH ₃ Производство Br с течением времени в (C) песке, Q1; (Г) жидкость; (E) пылеватый суглинок, Q2a; и (F) глина, Q3a. Для каждого измерения 10 ⁶ КОЕ Ec-MHT (кружки) или Bs-MHT (квадраты) в 200 мкл среды MIDV1 добавляли в стеклянные флаконы объемом 2 мл, содержащие 800 мг почвы. Флаконы закрывали крышками и инкубировали при 30°С. Ч. ₃ Br измеряли с помощью ГХ-МС каждые 4 часа в течение 40 часов. Производство газа нормализовали по полученному максимальному сигналу. Столбики погрешностей представляют одно стандартное отклонение из трех экспериментов.

РИС. 3

Влияние ОВ на микробную…

РИС. 3

Влияние ОВ на микробный рост в почвах. EC-MHT (10 ⁶ КОЕ в…

РИС 3

Влияние ОВ на микробный рост в почвах. Ec-MHT (10 ⁶ КОЕ в 200 мкл MIDV1) добавляли в 2-мл стеклянные флаконы, содержащие 800 мг почв с различным источником и количеством ОВ. Флаконы закрывали крышками и инкубировали при 30°С. CH ₃ Br измеряли с помощью ГХ-МС через 0 и 1 час, а затем каждые 3 часа. CH ₃ Производство Br с течением времени в почвах с ксантаном (квадрат) или хитином (треугольник) в количестве 0,5% (белый) или 1% (серый) (вес/вес). Показаны искусственная почва без добавления ОВ, суглинистая почва Q2a (белый кружок) и жидкий контроль (серый кружок). Опыты проводили в трехкратной повторности. Столбики погрешностей указывают на одно стандартное отклонение.

РИС. 4

Изменение биодоступности АГЛ в зависимости от почвы…

РИС. 4

Биодоступность АГЛ изменяется в зависимости от размера частиц почвы. (A) Ратиометрический подход к отчетности по газам для…

РИС 4

Биодоступность AHL изменяется в зависимости от размера частиц почвы. (A) Ратиометрический подход к отчетности по газу для мониторинга роста клеток (CO ₂ ) и датчик AHL (CH ₃ Br). В этой цепи LasR активирует продукцию MHT и синтез CH ₃ Br при связывании AHL. (B) Для мониторинга биодоступности АГЛ Ec-MHT (10 ⁸ клеток) в среде MIDV1 (100 мкл) добавляли на дно 2-мл стеклянных флаконов, содержащих каждую почву (800 мг). АГЛ (1  мкМ) в среде MIDV1 (100 мкл) добавляли поверх почвы, флаконы закрывали крышками и инкубировали при 30°C. CH ₃ Br и CO ₂ измеряли с помощью ГХ-МС в нулевое время и через 1 час после закрытия, а затем каждые 3 часа. (С) СО ₂ продукция в отсутствие и (D) в присутствии АГЛ показывает, что клетки растут в обоих условиях. (E) производство CH ₃ Br в отсутствие и (F) присутствие АГЛ показывает, что производство индикаторного газа зависит от АГЛ. (G) Соотношение CH ₃ Br/CO ₂ позволяет сравнить АГЛ на клетку в присутствии и (Н) в отсутствие АГЛ. Эти данные показывают, что текстура почвы влияет на динамику обнаружения АГЛ. Пунктирные линии соответствуют модели экспоненциального роста-затухания. Точки указывают среднее значение, а планки погрешностей указывают одно стандартное отклонение, рассчитанное с помощью n  = 3,

РИС. 5

Минералогия и pH влияют на AHL…

РИС. 5

Минералогия и рН влияют на биодоступность АГЛ. (A) Биодоступность АГЛ в почвах с различными…

РИС 5

Минералогия и рН влияют на биодоступность АГЛ. (A) Биодоступность АГЛ в почвах с разным минералогическим составом, но одинаковым гранулометрическим составом. Ec-AHL-MHT (10 ⁸ КОЕ) смешивали с различными концентрациями АГЛ и немедленно добавляли во флаконы, содержащие искусственные почвы с различными типами глины в MIDV1. Среда содержала 0,25M MOPS для получения ψ _м = -80 кПа. Флаконы закрывали крышками и через 6 часов измеряли CH ₃ Br и CO ₂ с помощью ГХ-МС. Пунктирные линии представляют функцию Хилла, соответствующую данным. При такой подгонке были получены различные значения k для жидкости (7,8 × 10 ^-11 ), Q2a (3,1 × 10 ^-11 ), K2a (2,8 × 10 ^-11 ), I2a (2,9 × 10 ^-8 ) и M2a ( 4,207 8) ). (B) Различные количества AHL были добавлены в 100 мкл среды MIDV1 во флаконы, содержащие искусственные почвы с различным pH. АГЛ инкубировали в течение 30 мин в почвах перед добавлением биосенсора АГЛ (10 ⁸ клеток) в 100 мкл MIDV1, содержащего 0,25 М MOPS, pH  7,0, для достижения FC. Флаконы закрывали крышками и измеряли газообразование через 6 часов. Ч 9Отношение 0169 3 Br/CO ₂ представляет собой определение АГЛ на клетку. Пунктирные линии представляют функцию Хилла, соответствующую данным. При такой подгонке получаются различные значения k для жидкости (2,0 × 10 ^–11 ), Q3a (4,7 × 10 ^–12 ) и Q3a-pH 8 (3,5 × 10 ^–9 ). Столбики погрешностей представляют одно стандартное отклонение, определенное из трех экспериментов.

РИС. 6

Биодоступность АГЛ в искусственных почвах…

РИС. 6

Биодоступность AHL в искусственных почвах, воссоздающих различные свойства Mollisol. (А)…

РИС 6

Биодоступность AHL в искусственных почвах, которые воссоздают различные свойства Mollisol. (A) Различные концентрации AHL были добавлены в среду MIDV1 (300 мкл), содержащую Ec-AHL-MHT 9.0194 (10 ⁸ КОЕ), и эта смесь была смешана с серией искусственных почв (700 мг), которые имитируют различные уровни сложности, обнаруженные в Mollisol из Остина, штат Техас. Газ CH ₃ Br нормализовали по сигналу CO ₂ , измеренному после 6-часовой инкубации в закрытых флаконах. Пунктирная линия указывает, что функция Хилла соответствует данным. PS = размер частиц, M = минералогический состав, pH = добавление CaCO ₃ , OM = добавление ксантановой камеди и NS = природная почва. В случае почвы PS+M в буфер добавляли 0,25 М MOPS, pH 7,0, чтобы изолировать влияние минералогии на биодоступность. (B) Максимальная добыча газа (CH ₃ Br/CO ₂ ), полученный в результате подгонки данных к уравнению Хилла, показывает снижение максимального газообразования по мере увеличения сложности почвы (обычный однофакторный дисперсионный анализ, множественные сравнения Тьюки; **, P  < 0,001, *, P  < 0,03). (C) Количество AHL (пМ), необходимое для половины максимальной реакции газа. Искусственная почва, которая воссоздает текстуру, минералогию и рН, требует концентрации АГЛ того же порядка, что и естественная почва, чтобы активировать биосенсор (непараметрический дисперсионный анализ, множественные сравнения Данна; *, 9).0193 P  < 0,03). Планка погрешности представляет собой одно стандартное отклонение, рассчитанное по трем повторам.

РИС. 7

Применение искусственного грунта. Искусственные грунты…

РИС. 7

Применение искусственного грунта. Искусственные грунты с разными свойствами можно использовать для изучения…

РИС 7

Применение искусственного грунта. Искусственные почвы с различными свойствами можно использовать для изучения (A) биодоступности широкого спектра представляющих интерес химических веществ, (B) выживания и распространения микроорганизмов в различных условиях гидратации, (C) микробного метаболизма при различных градиентах кислорода и доступности кофакторы, (D) почвообразование и (E) взаимодействие растений, грибов и бактерий.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Похожие статьи

• Ратиометрическая отчетность по газам: неразрушающий подход к мониторингу экспрессии генов в почвах.

  Cheng HY, Masiello CA, Del Valle I, Gao X, Bennett GN, Silberg JJ. Ченг ХИ и др. ACS Synth Biol. 2018 16 марта; 7 (3): 903-911. doi: 10.1021/acssynbio.7b00405. Epub 2018 20 февраля. ACS Synth Biol. 2018. PMID: 29366321

• Коммуникация внутри восточно-антарктических почвенных бактерий.

  Вонг С.Ю., Чарлсворт Дж.К., Бено Н., Бернс Б.П., Феррари Б.К. Вонг С.И. и др. Appl Environ Microbiol. 13 декабря 2019 г .; 86 (1): e01968-19. doi: 10.1128/AEM.01968-19. Печать 2019 13 декабря. Appl Environ Microbiol. 2019. PMID: 31628145 Бесплатная статья ЧВК.

• Распространенный ответ рецепторов ацилгомосеринлактона грамотрицательных бактерий на сигнальные молекулы γ-бутиролактона грамположительных Streptomyces.

  Лю С, Ван В, Ли Дж, Ли И, Чжан Дж, Тан Х. Лю С и др. Наука Китая Life Sci. 2021 Октябрь;64(10):1575-1589. doi: 10.1007/s11427-021-1956-8. Epub 2021 26 июля. Наука Китая Life Sci. 2021. PMID: 34319534

• Молекулярные механизмы и применение N-ацил-гомосерин-лактон-опосредованного определения кворума у ​​бактерий.

  Кумар Л., Патель С.К.С., Харга К., Кумар Р., Кумар П., Пандохи Дж., Кулшреша С., Харджай К., Чхиббер С. Кумар Л. и соавт. Молекулы. 2022 4 ноября; 27 (21): 7584. дои: 10.3390/молекулы 27217584. Молекулы. 2022. PMID: 36364411 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Сорбция редкоземельных элементов (REY) на почвах контрастного минералогического и гранулометрического состава.

  Dinali GS, Root RA, Amistadi MK, Chorover J, Lopes G, Guilherme LRG. Динали Г.С. и др. Окружающая среда Интерн. 2019 июль; 128: 279-291. doi: 10.1016/j.envint.2019.04.022. Эпаб 2019 6 мая. Окружающая среда Интерн. 2019. PMID: 31071591

Посмотреть все похожие статьи

Рекомендации

1. 1. Фальковски П.Г., Фенхель Т., Делонг Э.Ф. 2008. Микробные двигатели, управляющие биогеохимическими циклами Земли. Наука 320: 1034–1039. дои: 10. 1126/наука.1153213. — DOI — пабмед
2. 1. Берендсен Р.Л., Питерс С.М.Дж., Баккер П.А.М. 2012. Ризосферный микробиом и здоровье растений. Trends Plant Sci 17: 478–486. doi:10.1016/j.tplants.2012.04.001. — DOI — пабмед
3. 1. Янссон Дж. К., Хофмокель К.С. 2018. Почвенный микробиом — от метагеномики к метафеномике. Curr Opin Microbiol 43:162–168. doi:10.1016/j.mib.2018.01.013. — DOI — пабмед
4. 1. Кавиккиоли Р., Риппл В.Дж., Тиммис К.Н., Азам Ф., Баккен Л.Р., Бейлис М., Беренфельд М.Дж., Боэтиус А., Бойд П.В., Классен А.Т., Кроутер Т.В., Дановаро Р., Форман К.М., Хьюсман Дж., Хатчинс Д.А., Янссон Дж.К., Карл Д.М. , Коскелла Б., Марк Уэлч Д.Б., Мартини Дж.Б.Х., Моран М.А., Сирота В.Дж., Рей Д.С., Ремайс Дж.В., Рич В.И., Сингх Б.К., Штейн Л.И., Стюарт Ф.Дж., Салливан М.Б., ван Оппен М.Дж.Х., Уивер С.К., Уэбб Э. А., Вебстер Н.С. . 2019. Предупреждение ученых человечеству: микроорганизмы и изменение климата. Nat Rev Microbiol 17: 569–586. doi: 10.1038/s41579-019-0222-5. — DOI — ЧВК — пабмед
5. 1. Вос М., Вольф А.Б., Дженнингс С.Дж., Ковальчук Г.А. 2013. Микромасштабные детерминанты бактериального разнообразия в почве. FEMS Microbiol Rev 37: 936–954. дои: 10.1111/1574-6976.12023. — DOI — пабмед

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Почему искусственная почва — ключ к устойчивому будущему | Устойчивый бизнес Guardian

Космические агентства потратили много времени на изучение того, как создаются почвы, чтобы мы могли взять их с собой, если нам нужно переместить или расширить нашу цивилизацию. Почвы — это основа каждого города, и нам нужно понять, как они могут быть созданы, если мы когда-нибудь собираемся заселить границы за пределами нашей планеты.

Но ближе к дому потенциальное использование синтетической почвы может быть столь же важным для повышения устойчивости общества и экономики, которые уже существуют здесь, на Земле.

Почвы – это форма технологии. Они совершают полезную работу, превращая одну группу веществ в другую. Почвы позволили нам совершить переход от моря к суше и являются сердцем всей органической регенерации. Без почвы нет земной жизни.

Но мы пренебрегли нашими почвами. Мы предполагаем, что они постоянны, когда это не так. Почвы — это гигантские органические тела, которые со временем изменяются, метаболизируются и, в конечном счете, умирают. Мы посыпаем наши почвы плитами из бетона и битумного щебня, которые мешают им дышать. Следовательно, в наших городских почвах меньше бактерий и микроорганизмов, поэтому вещи разлагаются медленнее. Мы также отправляем наши отходы на концентрированные свалки, где отходы не полностью метаболизируются и часто не могут должным образом вернуться в наши почвенные системы в процессе регенерации и разложения.

До сих пор создание искусственной почвы было аграрной практикой, в которой использовались различные методы, такие как добавление веществ или организмов. Но в своих исследованиях живых материалов я смотрю на почвы с точки зрения 21-го века. Размышляя о химических системах, воплощенных в почвах, и о том, как эти сложные материальные системы вызывают трансформацию, я надеюсь вывести синтетические почвы на передний план.

Я начинаю с антропогенной среды, наблюдая за работой почв в наших недостаточно спроектированных пространствах, таких как полые стены, где они могут нагревать наши здания, фильтровать нашу воду, адсорбировать токсины и изолировать наши жилые помещения.

В моей работе используется неорганическая химия, пропитанная гелями, для создания почвоподобных образований, а также методы 3D-печати, чтобы лучше понять, как работает химия почвы, и ее можно воспроизвести искусственно. Почвы — это экосистемы, и если мы узнаем, как они работают, чтобы построить их на основе первых принципов, тогда у нас может появиться возможность оживить и расширить наши почвы, чтобы жизнь на нашей планете могла продолжать процветать.

Производство почвы является актом устойчивого развития — возвращением на Землю чего-то, что было взято в процессе промышленного производства — однако с точки зрения бизнеса компост также является валютой, которой можно торговать. Почвы также предлагают нам большие экономические и социальные возможности: производство тепла, системы фильтрации, переработка, расширение наших ресурсов.

В настоящее время мы теряем наши плодородные почвы. У них конечная продолжительность жизни, и нам нужно срочно выяснить, как продлить их жизненную силу и регенерировать. Без почвы все предприятия потеряны. Почвы лежат в основе любой экономики, поскольку они лежат в основе жизненных процессов. Мы должны больше инвестировать в них для наших возможностей выживания и, возможно, оставить после себя наследие, которое увеличивает плодородие Земли, а не уменьшает его.