一种基于趋能运动性能预测电化学活性菌在氧化还原活性多孔介质中迁移行为的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于趋能运动性能预测电化学活性菌在氧化还原活性多孔介质中迁移行为的方法。该预测方法包括电化学活性菌在饱和多孔介质中的迁移；迁移模型反演计算扩散系数；利用毛细管法和群集运动平板法计算趋能运动指数；建立扩散系数与趋能运动指数的线性相关关系。该方法成本低廉、操作简便，能够准确预测以扩散系数为指标的电化学活性菌迁移行为，利于在与电化学活性菌迁移行为相关的地下水污染修复及饮用水净化等过程中推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于趋能运动性能预测电化学活性菌在氧化还原活性多孔介质中迁移行为的方法
本专利技术涉及细菌细胞在多孔介质中的迁移和分布行为，具体一种基于趋能运动性能预测电化学活性菌在氧化还原活性多孔介质中迁移行为的方法。
技术介绍
在土壤和过滤砂柱等多孔介质环境中，微生物细胞会随降水、地下水及进水等对流和扩散水动力过程进行迁移。细菌在土壤中的迁移行为对于农业、工业、环保、给水处理以及水资源保护等具有重要影响。例如，在投加外源电化学活性细菌进行污染生物修复的过程中，细胞迁移能力下降所导致的滞留可能影响生物强化的效果。此外，致病菌通过地下水传播可导致水源地污染和水传疾病的爆发。因此，准确预测和分析细菌在地下水等多孔介质中的迁移行为十分必要。污染生物修复效果除了与细菌本身的降解转化能力有关之外，还依赖于污染物的生物可利用性。细菌细胞能通过趋向运动感知并主动向污染物等化学效应物移动，提高污染物的生物可利用性。FordRM等人在2007年AdvancesinWaterResources第30卷1608-1617页、WangM等人在2009年Envir本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于趋能运动性能预测电化学活性菌在氧化还原活性多孔介质中迁移行为的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、电化学活性菌在饱和多孔介质中的迁移：配制电化学活性菌细胞悬液作为进水，并添加电子供体后，泵入负载有不溶性电子受体的石英砂填充柱中，检测出水中细胞含量，得到细菌的穿透曲线；/n步骤2、基于步骤1得到细菌的穿透曲线，通过迁移模型反演得到电化学活性菌迁移行为的扩散系数，作为反映电化学活性菌宏观迁移行为的指标；/n步骤3、电化学活性菌直接和介体介导的趋能运动：配制步骤1所述电化学活性菌细胞悬液以及含不溶性电子受体的趋能运动待测液，采用毛细管法定量分析电化学活性菌向不溶性电子受体的直接趋...

【技术特征摘要】
1.一种基于趋能运动性能预测电化学活性菌在氧化还原活性多孔介质中迁移行为的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、电化学活性菌在饱和多孔介质中的迁移：配制电化学活性菌细胞悬液作为进水，并添加电子供体后，泵入负载有不溶性电子受体的石英砂填充柱中，检测出水中细胞含量，得到细菌的穿透曲线；
步骤2、基于步骤1得到细菌的穿透曲线，通过迁移模型反演得到电化学活性菌迁移行为的扩散系数，作为反映电化学活性菌宏观迁移行为的指标；
步骤3、电化学活性菌直接和介体介导的趋能运动：配制步骤1所述电化学活性菌细胞悬液以及含不溶性电子受体的趋能运动待测液，采用毛细管法定量分析电化学活性菌向不溶性电子受体的直接趋能运动，测量毛细管中趋能运动待测液中的细胞浓度，计算直接趋能运动指数；采用群集运动平板法定量分析可溶介体物质介导的电化学活性菌向不溶性电子受体的趋能运动，测量群集运动范围直径，计算可溶介体物质介导的趋能运动指数；
步骤4、建立步骤2所述扩散系数和步骤3所述趋能运动指数之间的线性关系，据此通过测量电化学活性菌的趋能运动指数预测扩散系数；
将电化学活性菌第一设定菌株泵入含第一设定负载量不溶性电子受体的石英砂柱中进行迁移，通过迁移模型反演得到第一扩散系数，分析野生株细胞向第一设定浓度不溶性电子受体进行的趋能运动，计算得到第一趋能运动指数；
将电化学活性菌第一设定菌株泵入含第二设定负载量不溶性电子受体的石英砂柱中进行迁移，通过迁移模型反演得到第二扩散系数，分析野生株细胞向第二设定浓度不溶性电子受体进行的趋能运动，计算得到第二趋能运动指数；
将电化学活性菌第二设定菌株泵入含第二设定负载量不溶性电子受体的石英砂柱中进行迁移，通过迁移模型反演得到第三扩散系数，分析第二设定菌株细胞向第二设定浓度不溶性电子受体进行的趋...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳广飞，刘乐成，周集体，金若菲，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21