張 寬 唐朝生 劉 博 張?zhí)焐?程 青 施 斌

(南京大學地球科學與工程學院， 南京 210023， 中國)

0 引 言

近年來，微生物誘導碳酸鈣沉積(Microbially Induced Carbonate Precipitation， MICP)技術作為一種新型的土體加固技術，由于其施工簡單、生態(tài)效益良好等特點，受到業(yè)界的廣泛關注(Dejong et al.，2013)。目前，MICP的方式主要有尿素水解型、三價鐵還原型、硫酸鹽還原型和反硝化作用型等。其中，尿素水解型效率較高，對環(huán)境影響較小，反應過程容易控制，故作為主流的碳酸鈣生物礦化技術被廣泛研究(程曉輝等， 2015； 錢春香等， 2015)。該技術的主要原理是利用一種自然土壤中富含的嗜堿性細菌——巴氏芽孢八疊球菌(SporosarcinaPasteurii)產(chǎn)生脲酶將尿素快速水解產(chǎn)生氨與二氧化碳(Benini et al.，1999)(式(1)， 式(2))，氨使得溶液pH上升(式(3))。在堿性環(huán)境下二氧化碳以碳酸根離子形態(tài)為主(式(4))。由于細菌表面有負電荷，會不斷吸附溶液中的鈣離子，使其聚集在表面(Jiang et al.，2017)。在堿性環(huán)境下鈣離子與碳酸根離子結合生成碳酸鈣晶體(Dejong et al.，2006)(式5)，從而達到對土顆粒進行膠結的目的。

當前MICP技術主要應用于滲透性較好的砂、礫石等粗粒土進行加固處理(Chu et al.，2013； 程曉輝等， 2013； 何稼等， 2016； 劉漢龍等， 2016； 劉璐等， 2016)。這主要是因為微生物的細胞直徑在0.5～3.0iμm，不能在尺寸過小的孔隙內(nèi)遷移(Mitchell et al.，2005)。在細粒土方面，也有不少國內(nèi)外學者做過嘗試。如邵光輝等(2019)利用MICP技術對于粉土進行了灌漿處理； Cardoso et al. (2018)利用該技術處理了砂與高嶺土混合物。而對于自然界常見的黏性土，關于MICP的改性研究較為少見。

事實上，黏性土是許多工程問題的主體，也是研究的難題。如我國是世界上水土流失最為嚴重的國家之一，很多水土流失問題都與黏性土退化有關(雷廷武等， 2010)。加之近年來，受人類頻繁的工程活動影響，人為坡面數(shù)量激增，尤其是黏性土邊坡的水土流失問題不容忽視(何靜等， 2013)。防治黏性土邊坡水土流失的關鍵在于提高坡面土體的抗侵蝕性，傳統(tǒng)的坡面侵蝕調(diào)控方法有植物(植樹種草)(田衛(wèi)堂等， 2008)、材料(高分子化合物等)(于健等， 2011； 裴向軍等， 2016)和工程(格構梁、護面墻等)措施等。然而這些傳統(tǒng)措施在坡面面積較小、分布離散和土質差異較大的情況下表現(xiàn)出較大的局限性，難以同時滿足時效、環(huán)保和低成本的要求，有必要尋求新型的侵蝕調(diào)控措施?？紤]到MICP技術的生態(tài)、便利和即時性特點，本文提出采用該技術對黏性土進行表層改性處理，通過微生物固化提高表層土體的力學性質，從而改善坡面抗侵蝕能力，達到坡面防護的目的。

為了提升細菌膠結土體的效果，國內(nèi)外學者對MICP的具體工藝進行了許多研究。Whiffin et al. (2007)提出了兩相膠結的工藝，即先往土體中加注菌液，再加注膠結液(尿素和氯化鈣混合溶液)。這種工藝的優(yōu)勢在于能夠有效防止注漿端口菌液與膠結液接觸后快速絮凝。在此工藝之上，有學者做了改進，即在加注菌液和加注膠結液之間間隔一段時間(6ih左右)，使得菌液能夠充分入滲，均勻分布于土體中，防止在注漿口形成過多的CaCO3晶體，堵塞注漿口(Shahrokhi-Shahraki et al.，2015)。這些兩相膠結的方法在很長一段時間內(nèi)被廣泛應用，并被認為能夠保證膠結的均勻性。另外，Harkes et al. (2010)還提出過三相膠結的工藝，在加注菌液和膠結液之間加注固定液，用于進一步提升細菌在土體中的分布的均勻性。事實上，這些多相膠結的工藝實際操作較為繁瑣，而且菌液與膠結液之間相互作用的機制相對復雜。更關鍵的是，將菌液與膠結液分批加入，不能夠保證兩者在土體中均勻混合及提升土體膠結的均勻性。尤其是對于孔隙較小的黏性土，多相膠結的工藝將使菌液與膠結液在接觸面上快速反應生成CaCO3，堵塞孔隙，阻礙下一輪菌液入滲。因此，有必要對以往工藝進行優(yōu)化，比如將多相膠結合理地轉化為單相膠結，即利用單次加注混合液的方式對土體進行改性，這樣不僅可以簡化試驗步驟，更可以提升MICP對黏性土膠結的均勻性。

為此，本文以南京地區(qū)常見的下蜀黏土為研究對象，對前述新型單相MICP改性技術的可行性開展針對性研究。王媛等(2010)通過試驗表明，下蜀黏土在20i℃，干密度為1.5ig·cm-3時，飽和滲透系數(shù)為0.9×10-5cm·s-1。下蜀黏土在表層(0～5imm)大于0.4iμm的孔隙體積占比高于70%，即便是300imm深處，大于0.4iμm 的孔隙體積占比也達66.7%，理論上不影響菌液在土體淺表層的入滲。此外，本文嘗試利用貫入阻力來評價MICP的改性效果，對比分析不同膠結工藝和膠結液濃度對MICP改性效果的影響，以期為加固地表黏性土尋求一種新的微生物方法。

1 試驗材料

1.1 試驗用土

本試驗采用南京地區(qū)的下蜀黏土作為改性對象，該土廣泛分布于長江中下游地區(qū)，其主要物理性質參數(shù)如表 1所示。下蜀黏土的原生礦物成分主要是長石和石英，黏土礦物主要成分為伊利石和蒙脫石。

表 1 下蜀土的基本物理性質指標Table 1 Physical properties of Xiashu soil

1.2 細菌及培養(yǎng)基

本試驗選用巴氏芽孢八疊球菌，購自美國菌種保藏中心，編號為ATCC11859。該細菌為化能異養(yǎng)型革蘭氏陽性菌。由于其分泌的脲酶活性強，目前在巖土工程領域應用廣泛。菌種利用平板涂布保存在4i℃冰箱內(nèi)，定期活化保持其活性(趙茜， 2014)。本試驗所用培養(yǎng)基(250imL)配方為Tris Base 3.9ig， Yeast Extract 5.0ig，(NH4)2SO4,2.5ig。

取多輪活化后的菌液(OD600約為1.2)，用移液槍接種到250imL培養(yǎng)基中，接種量為10imL。利用恒溫搖床培養(yǎng)箱在30i℃和150irpm條件下對細菌培養(yǎng)24ih，然后利用分光光度計測得菌液的OD600(單位OD600值對應每毫升約8.6×107個細菌)值約為1.￣2。細菌濃度對土體的膠結效果起決定性作用。脲酶活性是細菌水解尿素能力的體現(xiàn)，影響著細菌膠結土體的效果。本試驗中，將1.5imL菌液與13.￣5imLi1.￣6iM的尿素溶液混合，利用電導率儀在室溫條件下監(jiān)測5imin內(nèi)溶液的電導率變化，得到平均每分鐘電導率變化值(mS·min-1)。然后根據(jù)Whiffin et al. (2004)得到的經(jīng)驗數(shù)值， 1imS·min-1電導率變化換算為11imM urea·min-1的尿素水解量，最后乘以菌液稀釋倍數(shù)10，得到原菌液每分鐘水解尿素量，以此表征脲酶活性。測得本試驗中所用菌液的脲酶活性約為3.1imM urea·min-1。

圖 1 試驗流程Fig. 1 Schematic drawing of test procedure

1.3 膠結液

膠結液主要是為細菌生成CaCO3晶體提供尿素和鈣源(CaCl2)，同時加入營養(yǎng)物(Nutrient Broth)幫助細菌生長繁殖。CaCl2和尿素的摩爾濃度比為1︰1，Nutrient Broth濃度始終保持不變。本試驗中所用膠結液濃度分別為0.￣2iM、0.￣5iM和1.￣0iM，分別對應不同溶質濃度。以1.￣0iM為例，具體配方(1.￣0 L膠結液)為CaCl2111.￣0ig， CO(NH2)260.￣0 g， Nutrient Broth 3.￣0ig。

2 試驗方法

2.1 試樣制備

本試驗全過程如圖 1所示。首先將原狀下蜀土風干碾碎，過2imm篩，稱取750.0ig的風干土(初始含水率為3.7%)，分層填入圓柱形模具(內(nèi)徑10.0icm，高8.0icm)中，土樣最終高度為6icm，干密度為1.5ig·cm-3。模具底部打孔用于排水，同時墊雙層紗布以防土顆粒流出。按照設定的不同膠結液濃度與膠結工藝給試樣編號。加水飽和試樣，然后使其自然風干，重復5輪，模擬自然界干濕循環(huán)，目的是使土樣的初始結構狀態(tài)接近于自然表土。許多研究表明，室內(nèi)制備的重塑土樣一般經(jīng)歷3～5 次干濕循環(huán)后其變形及力學特性基本能夠達到相對穩(wěn)定的狀態(tài)(徐丹等， 2018； 鞏學鵬等， 2019)。根據(jù)上述操作，本次試驗一共制備了7個試樣。

2.2 化學轉化率

為了探究不同pH條件對細菌產(chǎn)生CaCO3晶體效率的影響，本文利用膠結液與菌液混合，在液體環(huán)境中研究pH對MICP反應過程化學轉化率的影響。此處的化學轉化率是指轉化為CaCO3沉淀的Ca2+的量與反應前溶液中原有Ca2+的量之比。試驗中分別利用不同濃度(0.￣5iM、 1.￣0iM和2.￣0iM)的膠結液與不同pH(pH=8.￣5、 pH=5.￣0、 pH=4.￣0和pH=3.￣0)的菌液混合，靜置24ih后離心、過濾，將沉淀物洗滌、烘干。通過生成CaCO3晶體的質量換算化學轉化率。

2.3 膠結土樣

在試驗之前，分別配置菌液與不同濃度的膠結液(0.￣2iM、0.￣5iM和1.￣0iM)。7個試樣被分為4組(A、B、C和D)，均采用單相膠結工藝(D組除外)，具體試驗方案見表 2。

表 2 膠結方案Table 2 Scheme for cementation

其中A1、B1和C1采用傳統(tǒng)單相膠結工藝，即將未調(diào)節(jié)pH的菌液(pH=8.￣5)與膠結液直接混合。A2、B2和C2采用新型單相膠結工藝，即利用1.￣0iM的HCl溶液將菌液的pH降低至5.￣0后再與膠結液混合。D組直接用等量的純水進行處理，主要用于參照對比。溶液混合后迅速噴灑至試樣表面，任其自然下滲。每個試樣噴灑處理時間為10～15imin，試樣處理前均為非飽和狀態(tài)，噴灑處理過程中試樣表面始終不形成積液。

試驗中發(fā)現(xiàn)，pH=8.5的菌液與膠結液混合后在容器中迅速產(chǎn)生白色絮凝(圖 2a)，而將pH調(diào)整到5.0的菌液與膠結液混合后即使放置30imin也沒有明顯變化(圖 2b)，說明新型單相膠結工藝能夠延遲MICP的生化反應時間。Cheng et al. (2018)在研究中指出，這種絮凝現(xiàn)象通常隨著pH升高而趨于顯著，以至堵塞砂土孔隙。為了防止表層黏性土孔隙過快被堵塞，提高膠結深度，本次研究采用的膠結方案中單次試劑用量較少(混合液共60imL)，而處理輪數(shù)較多，共進行12輪MICP改性處理(圖 1)。每一輪噴灑相應液體后任其自然下滲，并靜置一周，在室溫條件下自然風干。

圖 2 不同條件的混合液對比Fig. 2 Comparison of mixed liquids in different situations

2.4 貫入試驗

為了定量反映MICP的改性效果，本文采用南京大學施斌等(2005)自主研發(fā)的超微型貫入儀SMP-1[專利號：ZL200410041127.4]對土樣進行貫入試驗(圖 3)，由探針在貫入土體過程的端頭阻力反映土體結構強度。超微型貫入儀由控制箱、水平定位臺、托盤、探針、位移傳感器、荷載傳感器和數(shù)據(jù)采集儀等部件組成。試驗中土樣置于托盤上方，控制箱中裝有無級變速馬達，它通過豎直螺桿推動上方水平定位機構勻速上升或下降。荷載傳感器與探針相連，可以測量探針在貫入土體時所受阻力。位移傳感器與豎直立桿相連，傳感器針頭垂直接觸于托盤，可以測量土樣上升或下降的位移。

圖 3 超微型貫入儀的組成Fig. 3 Buildup of SMP-1isuper mini-penetrometer

圖 4 貫入過程示意圖Fig. 4 Schematic drawing of penetration process

從第4輪膠結試驗開始，每兩輪膠結試驗結束后，對試樣進行貫入試驗。在貫入之前，利用模具底部開孔使水由下而上滲透，將試樣飽和。然后，分組進行貫入試驗，每個試樣選取不同的點(間隔2icm以上)進行3輪貫入試驗，每次貫入深度為20imm，然后對結果取平均值，以降低誤差，最終繪制貫入曲線(平均貫入端應力-貫入深度)。

2.5 碳酸鈣含量測定

利用不銹鋼對開管(內(nèi)徑8.0imm)對土體進行取樣，將取得圓柱形土樣按照深度每隔1icm分為一段。本實驗中對于A、B和C土樣分別取表層以下0～1icm、1～2icm和2～3icm段的土樣進行碳酸鈣含量測定，分析不同膠結液濃度和膠結工藝對土體剖面碳酸鈣含量的影響。采用的方法為差重法：首先用去離子水洗滌土樣(3遍)，烘干稱重(m1)； 然后用過量1.￣0iM的鹽酸溶解土中的碳酸鈣，過濾； 最后，再用去離子水洗滌土樣(3遍)，烘干稱重(m2)。所求碳酸鈣含量(CaCO3%)可按式(6)計算。實際由微生物參與化學反應生成的碳酸鈣含量應為改性土與素土(含有少量碳酸鹽，按碳酸鈣計算)的碳酸鈣含量之差。

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3 結果與討論

3.1 pH對化學轉化率的影響

表 3 pH和膠結液濃度對化學轉化率的影響Table 3 Effect of pH and cementation solution concentration on chemical conversion rate

Cheng et al. (2018)通過試驗說明了降低pH為MICP過程制造“窗口期”的可行性，并分析了其中的機理。主要原因是酸性環(huán)境抑制了脲酶活性，而隨著尿素水解反應的進行，溶液中的pH逐漸回升，導致CaCO3沉淀逐漸生成，因此適當調(diào)節(jié)溶液的pH值能夠在保證充足的化學轉化率前提下延緩MICP反應的進行。此外，適當降低pH的方法還有助于抑制生物膜的形成，使細菌在土體中均勻擴散。另一方面，Ca2+濃度不宜過高。隨著Ca2+濃度升高，溶液化學轉化率會明顯下降，這是由于過高濃度的膠結液會抑制微生物的活性(Whiffin et al.，2004)。

綜上所述，利用降低pH的方法進行菌液與膠結液直接混合的單相膠結工藝理論是可行的?；谝陨显囼炑芯?，在應用單相膠結工藝進行土體改性試驗之前，宜將菌液的初始pH調(diào)節(jié)至5.0左右，膠結液濃度上限定為1.0iM為宜，能夠保證化學反應效率(表 3)，且避免試劑的浪費。觀察發(fā)現(xiàn)，pH=5.0的菌液與1.0iM的膠結液混合后1.5ih左右，液體中開始出現(xiàn)明顯的白色絮凝物(圖 5)。這說明該配方能夠為細菌提供足夠時間的“窗口期”，滿足菌液充分進入土體的需要。在此過程中，由于微生物參與的化學反應產(chǎn)生氨，孔隙液pH逐漸回升，逐步恢復了脲酶的活性，同時滿足形成CaCO3晶體的需要。

圖 5 不同初始pH混合液隨時間變化圖Fig. 5 Photos of mixed liquids of different initial pH varying with time

3.2 膠結液濃度與膠結工藝對膠結效果的影響

圖 6 土樣貫入應力曲線(12輪膠結后)Fig. 6 The relationship between penetration stress and penetration depth for soil

A1和B1試樣的結構強度幾乎沒有提高，原因是菌液與膠結液直接混合后，快速反應生成絮凝狀的CaCO3晶體，未能在土顆粒間形成有效膠結，甚至會堵塞土體孔隙，降低MICP處理效果。而C1試樣由于膠結液濃度較高，反應試劑充足，雖然在混合后就立刻開始反應，但仍有相當劑量的混合液進入土體后在顆粒間生成CaCO3晶體，形成有效膠結，對提高土體結構強度起促進作用。

試樣A2和B2在結構強度上雖有顯著提升，但相比于試樣C2，提升比例較小。在酸性條件下，CO2的存在形式主要是H2CO3(部分CO2逸出)，不能滿足生成CaCO3的要求。此時，大量的尿素水解反應(產(chǎn)氨)用于中和pH。“窗口期”結束后，由于A2和B2鈣離子濃度相對較低，尿素濃度又相對不足，無法充分進行MICP反應而生成一定規(guī)模的碳酸鈣晶體膠結土顆粒。而對于試樣C2，“窗口期”結束后，細菌充分進入土層中，尿素水解使pH上升，較高的鈣離子濃度和剩余的尿素濃度仍然支持充分進行MICP反應，在土顆粒間形成CaCO3晶體，形成有效膠結。

許多研究表明，膠結液中離子濃度對CaCO3晶體的形態(tài)和膠結方式有顯著影響。具體表現(xiàn)為，低濃度Ca2+環(huán)境下，CaCO3晶體較小，產(chǎn)量較低，空間分布較為均勻，無團聚現(xiàn)象； 高濃度Ca2+環(huán)境下，CaCO3晶體較大，產(chǎn)量較高，空間分布不均勻(隨機分布)，而且存在團聚體(Cui et al.，2017)。Qabany et al. (2013)研究發(fā)現(xiàn)，過高濃度Ca2+的本身也會抑制脲酶的活性。但Ca2+濃度在合理范圍之內(nèi)(不大于0.5M)應該盡量提高，以增加CaCO3的產(chǎn)量(Okwadha et al.，2010)，同時增加顆粒連接點處CaCO3晶體的大小和數(shù)量，形成有效膠結(Ng et al.，2013)。趙茜(2014)通過試驗表明，一定范圍內(nèi)(小于1.6imol·L-1)增大尿素濃度可以提高脲酶活性。本試驗中， 1.0iM濃度的膠結液(與等量菌液混合后實際濃度為0.5iM)膠結效果最好，符合理論預期。

圖 7 土樣表面照片F(xiàn)ig. 7 Surface of Xiashu soil samples

3.3 膠結輪數(shù)對膠結效果的影響

選取20imm深度范圍內(nèi)的平均貫入端應力作為評價某一輪土體膠結效果的參數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)土體的結構強度均隨著膠結輪數(shù)的增加而提升。如圖 8所示，對比第6輪和第12輪膠結后土體的平均貫入端應力可知，新型單相膠結工藝處理的試樣A2、B2和C2，在后期的膠結過程中(第6輪之后)的平均貫入端應力表現(xiàn)出較高的提升，幅度分別為99%、172%和135%。而直接混合菌液與膠結液的傳統(tǒng)單相膠結工藝處理的試樣A1、B1和C1在后期膠結過程中結構強度提升不明顯。其中，試樣A1和B1的結構強度始終沒有與素土D表現(xiàn)出較大差別，C1的第12輪平均貫入端應力也只比第6輪提升了17%。

圖 8 膠結輪數(shù)與平均貫入端應力的關系Fig. 8 The relationship between cementation times and average penetration stress

綜合分析以上結果，新型單相膠結工藝處理的試樣A2、B2和C2隨著膠結輪數(shù)的增加表現(xiàn)出較為均勻、穩(wěn)定的結構強度提升。這是由于酸化處理的菌液與膠結液混合后存在“窗口期”，能夠滿足菌液充分入滲土體的要求。每一輪的菌液在土體中固定后，MICP膠結反應才逐漸開始。隨著膠結輪數(shù)的增加，生成于黏性土顆粒之間的CaCO3晶體的大小和數(shù)量穩(wěn)定提升，使得土顆粒連接強度提高，進而表現(xiàn)為平均貫入端應力的提高。而對于試樣A1和B1，它們利用的傳統(tǒng)單相膠結工藝會使MICP反應直接在溶液混合過程中進行，對提高土體結構強度貢獻有限(如3.2中所述)。對于試樣C1，MICP反應在溶液混合過程中和土體中均有發(fā)生，但溶液中生成的CaCO3晶體會在噴灑過程中積聚于土體表層形成硬化殼，堵塞黏性土表面孔隙，阻礙后期膠結并制約膠結深度(圖 6和圖7)。

3.4 碳酸鈣含量與力學性質的關系

一般情況下，碳酸鈣含量越高土體的力學性質越好。但兩者之間并不是簡單的線性關系，因為土體的力學性質還與CaCO3晶體在孔隙中的空間分布及其在土顆粒間的膠結模式有關(Dejong et al.，2010； 方祥位等， 2015； 崔明娟等， 2017； 孫瀟昊等， 2017)。盡管如此，碳酸鈣含量依然被學界廣泛用于反映MICP改性效果和影響深度重要參考指標。從圖 9中可以看出，A、B和C 3組試樣中碳酸鈣含量總體上隨著深度增加而減小，這與黏性土的低滲透性有關。結合圖 8和圖9，在多輪處理后，雖然A、B和C 3組試樣在0～2icm內(nèi)總體碳酸鈣產(chǎn)量上相差不大，但是平均貫入端應力差別巨大，尤其是C組試樣的力學性質改善非常明顯，這說明一定范圍內(nèi)較高濃度的膠結液能夠促進有效膠結。試樣A2較之A1以及試樣B2較之B1在0～2icm內(nèi)碳酸鈣含量均只是略有提升(不超過4%)，但0～2icm內(nèi)平均貫入端應力均提升顯著(兩倍以上)，這說明預先降低pH的方法也能夠促進有效膠結。此外，酸化處理的單相膠結工藝能夠總體上增加土體深表層(1～2icm和2～3icm段)的碳酸鈣產(chǎn)量，這間接反映了該工藝對于提升土體膠結深度和均勻性有重要作用。

圖 9 不同深度處碳酸鈣含量對比(12輪膠結后)Fig. 9 Calcite content for different depths

4 結 論

針對多相MICP技術在處理黏性土方面的局限性，本文采用了一種通過降低菌液初始pH的新型單相膠結工藝，圍繞該工藝處理黏性土的效果及關鍵影響因素開展一系列試驗研究，并同傳統(tǒng)單相工藝進行了對比分析，得到以下主要結論：

(1)單相MICP技術能夠用于表層黏性土的改性處理，對提高黏性土的力學性質有較好的效果。同傳統(tǒng)單相膠結工藝相比，本文采用的通過調(diào)節(jié)菌液初始pH的新型單相膠結工藝在提高黏性土結構強度和固化深度方面有明顯優(yōu)勢。

(2)通過事先降低菌液的pH，能夠抑制菌液與膠結液混合時發(fā)生即時生化反應而生產(chǎn)絮凝作用，為MICP的有效膠結提供可控的窗口期?；诒疚难芯拷Y果，pH不宜小于4，否則強酸環(huán)境會對CaCO3的化學轉化率產(chǎn)生嚴重負面影響，而pH過高則會縮短窗口期，實際操作過程中可根據(jù)需要進行優(yōu)化調(diào)節(jié)。

(3)膠結液的濃度對單相MICP技術的處理效果有重要影響。在不高于1.0iM的膠結液濃度范圍內(nèi)，MICP對黏性土的處理效果隨膠結液濃度的增加而提升，但過高的濃度會抑制細菌的活性，降低CaCO3的化學轉化率。

(4)超微型貫入儀為定量評價MICP處理黏性土的力學特性提供了良好的手段，它操作簡便，能在較小擾動條件下客觀反映MICP處理過程中黏性土結構強度的時空演化規(guī)律。

本文將新型單相MICP技術應用于黏性土改性，通過室內(nèi)試驗，初步表明該方法能顯著提高黏性土的力學特性，工藝簡單，為我國水土流失防治及西部地區(qū)防風固沙提供了新思路。然而，目前相關研究仍處于探索階段，今后有必要在處理工藝和效果評價等方面繼續(xù)深入研究，同時強化改性機制和影響因素的分析，為該技術的實際應用奠定基礎。