在多孔介质中NAPL生物降解过程中模拟化学反应-生物膜竞争

科学领域:

• 环境微生物学 环境微生物学
• 生物修复工程 生物修复工程
• 地下污染物运输地表污染物

背景情况:

• 生物修复非水相液体 (NAPLs) 具有挑战性,原因是溶解度低和微生物生物膜诱导的孔腔堵塞,限制了污染物进入.
• 了解微生物竞争对于优化地下生物修复策略至关重要.

研究的目的:

• 研究在扩散主导条件下的托洛生物降解中,化学动态性和生物膜形成之间的竞争动态.
• 开发一个连续尺度的生物反应运输模型,包括NAPL溶解,扩散,化疗,微生物生长和毛孔堵塞.

主要方法:

• 开发了一个连续规模的生物反应性运输模型.
• 模拟了三种微生物策略:仅使用生物膜,仅使用化学反应和组合系统.
• 在扩散主导的条件下分析了竞争性相互作用.

主要成果:

• 化学毒性细菌沿溶液梯度迁移,但由于生长的生物膜和养竞争,这越来越受限制.
• 细菌活动抑制溶解的多烯梯度,导致增长主导的模式,抑制化学反应和毛孔堵塞.
• 化学毒性细菌可以通过抑制生物膜形成来缓解堵塞,但其整体降解率降低.

结论:

• 化疗和生物膜形成之间的竞争对扩散有限的地下环境中的生物修复效率产生了重大影响.
• 化学毒性细菌可以减少生物堵塞,但可能会降低降解率,突出显示微生物策略的权衡.
• 模型的洞察力与生物修复和地下应用 (如地下储存) 有关,在这些应用中,想要控制微生物活动.