مناقشة اطروحة الدكتوراه ” تطبيقات ترسيب الكربونات المستحثة حيوياً(MICP) باستخدام عملية التمعدن الحيوي ” في قسم الهندسة البيئية

 

تم انجاز اطروحة الدكتوراه للطالب  “حسين جبار كاظم”  في قسم الهندسة البيئية في قاعة المناقشات في القسم عن بحثه الموسوم ” تطبيقات ترسيب الكربونات المستحثة حيوياً(MICP) باستخدام عملية التمعدن الحيوي” وبأشراف الاستاذ الدكتورة شهلاء اسماعيل ابراهيم والاستاذ المساعد الدكتور سعد حنش عمار يوم الاثنين الموافق 15/7 /2019 وتألفت لجنة المناقشة برئاسة الاستاذ الدكتور اياد عبد الحمزة فيصل وعضوية كل من الاستاذ المساعد الدكتورنصير عبود الحبوبي والاستاذ المساعد الدكتورة عواطف سؤدد الصفار والاستاذ المساعد الدكتورمهند جاسم محمد رضا والاستاذ المساعد الدكتور حسين مجيد فليح. ركز الباحث في هذه الاطروحةعلى دراسة ترسيب الكاربونات المستحث حيويا ً(MICP) والتي تعد واحدة من طرق التحسين الواعدة ويوفر طرقاً بديلة لمختلف التطبيقات الهندسية بما في ذلك ازالة المعادن الثقيلة من مياه المخلفات او التربة الملوثة والتثبيت الحيوي للتربة وكذلك المعالجة الذاتية للتشققات الموجودة في الخرسانه الاسمنتية . في عملية الترسيب بالحث الحيوي للكاربونات ً(MICP) ، تلعب البكتريا المستهلكة لليوريا والمنتجة لانزيم اليوريز دوراً فعالاً في تحفيز التحلل المائي لليوريا ، وبوجود ايونات الكالسيوم يؤدي الى تكوين معادن بلورية صلبة لكاربونات الكالسيوم (كالسيت) . تم في هذه الدراسة عزل وتشخيص للبكتريا المحللة لليوريا من مصادر مختلفة بما في ذلك التربة القلوية وتربة حضيرة الخيول والابقار وراسب قناة الجامعية والخرسانة الاسمنتية وكذلك التربة الزراعية واظهرت النتائج ان جميع العزلات تنتمي الى نوع Bacillus , Proteus , Pseudomonas والتراكيز المثلى لحصول الترسيب الحيوي تتضمن 20غم/لتر يوريا ونسبة اليوريا الى الكالسيوم (2-1.5) وتركيز الخلايا الحية ODI استخدمت معادلة(modified gompertz) لتمثيل النمو البكتيري للخلايا(R2>0.986)   (Modified Logistic model) لوصف وتمثيل الترسيب الحيوي للكاربونات (R2>0.979)  تم تقييم تاثير التركيز البكتيري على مقاومة الانضغاط وكشفت عينات الملاط الاسمنتية المعالج بايولوجيا عن تحسن في قوة الانضغاط و 59% نقصان في الامتصاصية للنماذج الاسمنتية المعالجة بعزلة B. subtilis وكذلك تك التحقق في كفاءة العزلات البكتيرية المعزولة في علاج التشققات في عينات الملاط الاسمنتي التي تم معاملتها باستخدام جميع البكتريا المعزولة . تم تحليل ترسبات كربونات الكالسيوم المنتج من قبل البكتريا داخل شقوق الملاط الاسمنتي تحت مسح المجهر الالكتروني (EDX-SEM) . كذلك تم دراسة ازالة ايونات الكادميوم والنيكل من المحاليل المائية بواسطة العزلات البكترية بالاعتماد على ترسيب الكاربونات المستحث حيوياً . تم تقييم الترسيب الحيوي للكادميوم والنيكل من خلال دراسة بعض العوامل التي تؤثر على عملية الترسيب الحيوي للمعادن. وتشمل هذه العوامل سمية المعادن للبكتريا (من حيث التركيز الابتدائي والزمن) . وقد تم تشخيص الراسب الحيوي الناتج (كاربون الكادميوم وكاربونات النيكل) باستخدام المجهر الالكتروني الضوئي (SEM) وحيود الاشعة السينية (XRD) . اظهرت العزلات البكتيرية المختارة قدرة عالية على تحمل المعادن الثقيلة السامة وبالتالي معدلات ازالة عالية للكادميوم والنيكل من المياه الملوثه 96% للكادميوم و89% للنيكل بعد حضانة لمدة 48% ساعة وعند تركيز ابتدائي 500 ملغم/لتر.كذلك تم دراسة قدرة العزلات البكتيرية على ترسيب الكالسيت في الوسط المسامي للرمل (على شكل اعمدة) في اختبارات الاختراق والتصلب للعينات . كشفت النتائج ان جميع العزلات كونت راسب حيوي وتمكنت من تصلب الرمل بكفاءة عالية جدا خصوصاً البكتريا المعزولة من تربة حضيرة الابقار(B.subtilis) وانتاج كربونات الكالسيوم اعلى من السلالات المعزولة الاخرى . بينت النتائج ان العينات المعاملة حيوياً والتي تستخدم البكتريا المعزولة من تربة حضيرة الابقار لها قيمة اختراق منخفضة نسبياً وزمن استبقاء عال بسبب تكوين بلورات كربونات الكالسيوم وبالتالي اضافة مواد تحشية جديدة تربط حبيبات الرمل مع بعضها البعض . وقد تم تشخيص الراسب الحيوي الناتج خلال تصلب الرمل باستخدام المجهر الالكتروني (SEM) وحيود الاشعة السينية (XRD) .