大肠杆菌在不同表面粗糙度多孔介质中的迁移行为研究

发布时间：2023-04-30 01:07

　　伴随着地表水、地下水中的病原微生物给饮用水安全带来的挑战和土壤、地下水生物修复技术的发展,研究以大肠杆菌为代表的生物胶体在多孔介质中的迁移行为有着重要的意义。本文选用大肠杆菌作为模型生物胶体、玻璃珠作为模型多孔介质,研究了粒径、流速、离子强度和介质表面粗糙度对大肠杆菌在多孔介质中迁移行为的影响。本研究进行了穿透实验、释放实验和剖分实验,结合DLVO计算和模型拟合等方法,对实验结果进行讨论。主要研究成果如下:(1)随着流速的降低、介质粒径的减小、离子强度的增大,大肠杆菌的迁移也随之减少。介质的表面粗糙度也对离子强度影响下的大肠杆菌迁移带来非单调的不同影响。慢流速、小粒径、介质表面光滑时,大肠杆菌迁移量随环境条件改变(离子强度、粗糙度)的敏感性较大。(2)仅在小粒径介质体系下(G30/35)的较高离子强度条件(10、50、100 mM KCl)时,大肠杆菌沉积速率随粗糙度的变化证明了沉积的临界粗糙度的存在。在其余的实验情况下,由于介质粒径、背景离子强度、流速等这些实验条件的影响和大肠杆菌自身的特性,临界粗糙度可能存在于粗糙度更小的表面甚至并不存在。(3)这些不同的迁移行为是由于流速改变带来...

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 水环境中大肠杆菌及生物胶体
        1.2.1 水环境中有害微生物的来源及危害
        1.2.2 土壤和地下水微生物修复
        1.2.3 大肠杆菌概述
    1.3 细菌在多孔介质中迁移的研究现状
        1.3.1 胶体过滤理论
        1.3.2 细菌在多孔介质中迁移的过程
        1.3.3 细菌在多孔介质中迁移的影响因素
    1.4 研究内容与技术路线
        1.4.1 研究目的及意义
        1.4.2 研究工作内容
        1.4.3 技术路线
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验化学试剂及仪器设备
    2.2 实验材料
        2.2.1 大肠杆菌菌悬液
        2.2.2 多孔介质
        2.2.3 背景电解质溶液
        2.2.4 多孔介质及大肠杆菌的表面特性
    2.3 大肠杆菌的计数
        2.3.1 平板计数法
        2.3.2 紫外分光光度法
    2.4 柱迁移实验
        2.4.1 光滑介质条件下的大肠杆菌迁移行为实验
        2.4.2 粗糙介质条件下的大肠杆菌迁移行为实验
    2.5 大肠杆菌的聚集稳定性实验
    2.6 数据分析及计算
        2.6.1 粘附效率和沉积速率
        2.6.2 DLVO理论
        2.6.3 模型拟合
第3章 光滑介质条件下的大肠杆菌迁移行为
    3.1 介质粒径、流速和离子强度对大肠杆菌迁移的影响
        3.1.1 介质粒径和流速对大肠杆菌迁移的影响
        3.1.2 离子强度对大肠杆菌迁移的影响
    3.2 大肠杆菌的释放与滞留
    3.3 DLVO计算讨论
    3.4 小结
第4章 粗糙介质条件下的大肠杆菌迁移行为
    4.1 介质粗糙度对大肠杆菌迁移的影响
        4.1.1 离子强度对大肠杆菌迁移的影响
        4.1.2 粗糙度对大肠杆菌迁移的影响
        4.1.3 离子强度和粗糙度对大肠杆菌迁移的共同影响
    4.2 大肠杆菌的释放与滞留
    4.3 DLVO计算讨论
    4.4 小结
第5章 大肠杆菌在饱和多孔介质中迁移行为的模型拟合
    5.1 光滑介质条件下的大肠杆菌迁移与释放
        5.1.1 介质粒径和流速对大肠杆菌迁移影响
        5.1.2 离子强度对大肠杆菌迁移的影响
    5.2 粗糙介质条件下的大肠杆菌迁移与释放
        5.2.1 离子强度对大肠杆菌迁移的影响
        5.2.2 粗糙度对大肠杆菌迁移的影响
    5.3 小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3806109