Es sollten die Faktoren bewertet werden, die den elektrokinetischen Transport und die Ablagerung von Fluoren-abbauenden Bakterien (Sphingomonas spec.) in einem Aquifer (Grundwaser)-Labormodell (gepackt mit Glas-Beads) beeinflussen, wenn bei einem elektrischen Gleichstrom-Feld exponiert wurde, das typischerweise bei der elektrisch-biologischen Sanierung genutzt wird.
Elektrisch-biologische Sanierung ist eine Hybrid-Technologie aus biologischer Sanierung und Elektrokinese zur Behandlung von Boden, der mit hydrophoben organischen Substanzen verseucht ist. Elektrokinese hat das Potenzial, die Kontakt-Wahrscheinlichkeit der Bakterien und ihren hydrophoben organischen Verbindungs-Substraten zu erhöhen, indem die Bakterien zu der Kontaminierungsquelle transportiert werden oder umgekehrt.
Der bakterielle Transport in porösen Medien ist das Ergebnis aus der elektrophoretischen Bewegung negativ-geladener Bakterien zur Anode und/oder der bakteriellen Migration mit dem elektro-osmotischen Wasserfluss zur Kathode.
Die insgesamte Anzahl adhärenter und suspendierter Zellen wurde in bestimmten Abständen zum Injektionspunkt (0 cm) und 4,5 cm, 9 cm und 15 cm in Richtung beider Elektroden quantifiziert und analysiert.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
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Exposition 1:
Expositionsdauer:
kontinuierlich für 15 h
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More information on setup: Wick LY, Manic PA, Watliou P, Harms H (2004) Elctrokinetic transport of PAH-degrading bacteria in model aquifers and soil, Environ Sci Technol 38:4596-4602
| Frequenz | |
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| Typ | |
| Expositionsdauer | kontinuierlich für 15 h |
| Expositionsquelle | |
|---|---|
| Kammer | two electrode chambers (2 x 7 x 3.5 cm) at the ends, a lid-covered model aquifer chamber (35.5 x 4 x 3.5 cm) in between and a bypass channel below the aquifer chamber having hydraulic contact with both electrode chambers to exclude advective hydraulic water flow through the aquifer chamber; chambers filled with buffer; aquifer chamber packed with glass beads |
| Schein-Exposition | Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt. |
| Zusatzinfo | 1 ml of bacterial inoculum was slowly injected during 1 min at half of the bed depth at equal distance from the two electrodes in the centre of the aquifer chamber. |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| elektrische Feldstärke | 1 V/cm | - | - | - | - |
| Stromdichte | 1,8 mA/cm² | - | - | - | - |
Bei Vorhandensein von Gleichstrom wurden die Zellen hauptsächlich durch Elektro-Osmose mit einer Geschwindigkeit von 0,6 cm/h zur Kathode mobilisiert, wohingegen ein geringer Anteil über Elektrophorese zur Anode mobilisiert wurde. Unterschiedliches elektrokinetsiches Verhalten individueller Zellen konnte nur der Heterogenität zwischen den Zell-Populationen in bezug auf die Zelloberflächen-Ladung zugeschrieben werden. Ohne Gleichstrom wurde dagegen eine Gauss-typische Verteilung der Bakterien rund um den Injektionspunkt gefunden.
Gleichstrom hatte keinen Einfluss auf die Ablagerungs-Wirksamkeit, da die Glas-Beads mit und ohne elektrisches Feld quasi gleichgroße Fraktionen der Zellen zurückhielten. Die Propidiumiodid-Färbung und die Durchflusszytometrie deuteten auf das Fehlen negativer Einflüsse von Gleichstrom auf die Intaktheit der Zellwand der elektrokinetisch-mobilisierten Zellen hin und folglich auf eine unveränderte physiologische Fitness elektrokinetisch-mobilisierter Bakterien.
Unter Berücksichtigung der richtigen Bedingungen und Organismen könnte die elektrokinetische Dispersion dafür genutzt werden, um spezialisierte Bakterien in Hotspots von Kontaminationen, z.B. Aquifer-Sedimenten, zu verteilen.
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