Transport bactérien en milieu poreux PDF Download
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Author: Albert Jacobs
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Languages : fr
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Book Description
L’étude du transport bactérien en milieux poreux est un enjeu important pour la protection des nappes phréatiques contre des contaminations microbiologiques. La pratique d’épandage des effluents des stations d’épuration est une source de bactéries pathogènes dont le déplacement dans le sol constitue un risque pour la santé publique. Le transport d’une bactérie dans un milieu poreux résulte d’une compétition entre processus de déplacement, d’adhésion et de blocage. Des expériences avec une large gamme de bactéries aux propriétés de surface différentes (composantes de la tension de surface et charges) ont été réalisées pour essayer de relier ces propriétés à leur rétention en milieu poreux. Les résultats montrent que les cinétiques de rétention sont corrélées aux interactions électrostatiques mais qu’il ne semble pas y avoir de corrélation entre l’énergie libre totale d’interaction et la quantité de bactéries retenues. L’observation in situ par microscopie confocale du déplacement de cellules d’Escherichia coli a mis en évidence le coinçage des cellules bactériennes par des rugosités de surface et les zones de contact entre grains d’un milieu poreux. Ces résultats confirment l’existence de possibilités de rétention en milieux poreux même en présence de conditions défavorables (énergie libre totale d’interaction positive). Des expériences de transport avec Escherichia coli conduites dans des milieux poreux se différentiant par leur porosité et physico-chimie ont été utilisées pour évaluer le poids respectif des phénomènes de transport et d’adhésion dans la migration de cellules et pour tester un modèle de transport. La restitution des courbes d’élution observées a requis la prise en compte de deux types de détachements des cellules retenues. Les cellules retenues par les interactions de faibles intensités (Lifshitz-van der Waals) peuvent se décrocher sous l’effet des forces hydrodynamiques ou par des répulsions électrostatiques dont la portée et l’intensité augmentent lorsque la force ionique de la solution diminue. Les cellules fortement retenues peuvent aussi se détacher mais à un rythme lent et donnent lieu à de longues traînées. Les résultats ont montré que dans les milieux homogènes le transport bactérien est principalement gouverné par les interactions électrostatiques, alors que dans des milieux présentant une porosité plus compliquée, le transport est moins dépendant des interactions électrostatiques, voire très peu influencé par celles-ci. L’étude du transport, dans un sable et dans un sol, d’une communauté bactérienne issue d’une boue de station d’épuration a montré les points suivants : i/ une forte réduction de la diversité microbienne et de la concentration bactérienne ; ii/ parmi les espèces transportées se trouvaient des coliformes fécaux ; iii/ les bactéries ayant traversé les colonnes sont chargées négativement. Ces résultats confirment le rôle important des interactions électrostatiques sur la migration de bactéries en milieux poreux
Author: Albert Jacobs
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L’étude du transport bactérien en milieux poreux est un enjeu important pour la protection des nappes phréatiques contre des contaminations microbiologiques. La pratique d’épandage des effluents des stations d’épuration est une source de bactéries pathogènes dont le déplacement dans le sol constitue un risque pour la santé publique. Le transport d’une bactérie dans un milieu poreux résulte d’une compétition entre processus de déplacement, d’adhésion et de blocage. Des expériences avec une large gamme de bactéries aux propriétés de surface différentes (composantes de la tension de surface et charges) ont été réalisées pour essayer de relier ces propriétés à leur rétention en milieu poreux. Les résultats montrent que les cinétiques de rétention sont corrélées aux interactions électrostatiques mais qu’il ne semble pas y avoir de corrélation entre l’énergie libre totale d’interaction et la quantité de bactéries retenues. L’observation in situ par microscopie confocale du déplacement de cellules d’Escherichia coli a mis en évidence le coinçage des cellules bactériennes par des rugosités de surface et les zones de contact entre grains d’un milieu poreux. Ces résultats confirment l’existence de possibilités de rétention en milieux poreux même en présence de conditions défavorables (énergie libre totale d’interaction positive). Des expériences de transport avec Escherichia coli conduites dans des milieux poreux se différentiant par leur porosité et physico-chimie ont été utilisées pour évaluer le poids respectif des phénomènes de transport et d’adhésion dans la migration de cellules et pour tester un modèle de transport. La restitution des courbes d’élution observées a requis la prise en compte de deux types de détachements des cellules retenues. Les cellules retenues par les interactions de faibles intensités (Lifshitz-van der Waals) peuvent se décrocher sous l’effet des forces hydrodynamiques ou par des répulsions électrostatiques dont la portée et l’intensité augmentent lorsque la force ionique de la solution diminue. Les cellules fortement retenues peuvent aussi se détacher mais à un rythme lent et donnent lieu à de longues traînées. Les résultats ont montré que dans les milieux homogènes le transport bactérien est principalement gouverné par les interactions électrostatiques, alors que dans des milieux présentant une porosité plus compliquée, le transport est moins dépendant des interactions électrostatiques, voire très peu influencé par celles-ci. L’étude du transport, dans un sable et dans un sol, d’une communauté bactérienne issue d’une boue de station d’épuration a montré les points suivants : i/ une forte réduction de la diversité microbienne et de la concentration bactérienne ; ii/ parmi les espèces transportées se trouvaient des coliformes fécaux ; iii/ les bactéries ayant traversé les colonnes sont chargées négativement. Ces résultats confirment le rôle important des interactions électrostatiques sur la migration de bactéries en milieux poreux
Author: Tiangoua Koné
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Languages : fr
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Un dispositif expérimental a été développé pour l'étude du couplage de la croissance d'un biofilm de Shewanella oneidensis MR-1 et du transport conservatif de l'Erioglaucine. La croissance du biofilm a été suivie par mesure de conductivité hydraulique et par acquisition d'images à l'aide d'une caméra digitale. La fraction volumique du biofilm a été caractérisée par des essais d'élution d'une macromolécule (i.e. : le Bleu Dextran) par analogie avec les méthodes de chromatographie d'exclusion ou de filtration sur gel. Ainsi au bout de 29 jours, un biofilm quasi-homogène sur l'ensemble de la cellule d'écoulement (0,1×0,1×0,05m3) et équivalent à 50% du volume poral a été formé. L'influence de la croissance du biofilm sur les propriétés de transport du milieu a été évaluée. Les essais de transport conservatif de l'Erioglaucine effectués pour deux vitesses d'injection et à deux stades de croissance du biofilm (17 et 29 jours) ont montré l'influence d'hétérogénéités locales sur les paramètres de transport (i.e. : la porosité, la perméabilité et la dispersion hydrodynamique). Ainsi après 17 jours de culture quand le biofilm occupe partiellement le milieu poreux (moitié inférieure) un modèle à deux équations ou double milieu permet de caractériser le transport conservatif. A contrario après 29 jours de culture où le biofilm occupe tout le milieu poreux, un comportement fickien classique caractérise le transport. Les valeurs théoriques du coefficient de dispersion longitudinale prédites par la méthode de prise de moyenne volumique ont permis de reproduire de manière satisfaisante le comportement observé expérimentalement.
Author: Xavier Marly
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Languages : fr
Pages : 145
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L'objectif de notre travail est d'étudier le transport d'un micro-organisme pathogène, Cryptospo- ridium parvum, en milieu poreux saturé à l'aide d'essais en laboratoire. Ce travail se positionne dans une thématique de protection efficace des ressources en eau vis-à-vis de la contamination par des oocystes de C. parvum. En effet, ce parasite, qui infecte les mammifères, présente une résistance élevée à la plupart des désinfectants classiquement utilisés dans le traitement de l'eau. il est rencontré dans les eaux souterraines et responsable de plusieurs épidémies d'origine hydrique. Tout d'abord, nous avons dû développer une technique de titrage adaptée à nos besoins, notamment en terme de précision. Ensuite, nous avons réalisé un premier type d'expérimentations en milieu saturé et sans écoulement, des essais batch, qui ne nous ont pas permis de mettre en évidence de phénomène d'adsorption sur tous les substrats testés (silice, calcaire, feldspaths, argiles ou alumine). Puis, nous avons mené un second type d'expérimentations, en milieu saturé et avec écoulement, des essais en colonne. Afin de travailler avec de faibles volumes de solution dopée en micro-organismes: et, donc, de limiter les risques de contaminations, nous avons développé un essai en colonne à circulation fermée : le flux massique sortant de la colonne est injecté en entrée de colonne. Pour interpréter les résultats de cet essai, nous avons créé un modèle numérique en considérant C. parvum comme un colloïde biologique. Les résultats ont montré que le débit volumique et la granulométrie modifient la rétention, mais d'autres paramètres, probablement d'origines biologiques, semblent également avoir une influence.
Author: Jan Willem Foppen
Publisher: CRC Press
ISBN: 9780415444774
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 0
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When wastewater infiltrates into the soil, groundwater may be contaminated. If the distance from source of pollution to point of groundwater abstraction is small, there is a real chance of abstracting pathogenic microorganisms. In this book, the transport of Escherichia coli in aquifers under saturated conditions is studied. Starting point is the well known colloid filtration theory. Straining or physical sieving, geochemical heterogeneity, variable deposition rate coefficients, and preferential flow mechanisms are then included in the theory. The case of Sana’a, the capital of Yemen, served to evaluate the importance of bacteria transport processes in a field situation. This book is useful for hydrogeologists concerned with microbiological contamination of aquifers.
Author: Aurélie Marty
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Languages : fr
Pages : 224
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Le fonctionnement de procédés de filtration utilisés lors de la production d'eau potable, peut être altéré par une présence non contrôlée de bactéries. L'adhésion bactérienne et la formation de biofilm sont des phénomènes complexes qui sont influencés par des paramètres hydrodynamiques, physicochimiques ou microbiologiques. L'objectif de cette thèse est de progresser dans la compréhension du transfert bactérien lors de l'écoulement dans un milieu poreux. Des microsystèmes en PolyDiMethylSiloxane à géométries contrôlées mimant des systèmes de filtration ont été développés pour suivre par microscopie optique la dynamique d'adhésion bactérienne. Les résultats expérimentaux, en conditions non nutritives, montrent qu'Escherichia coli ainsi que d'autres bactéries de type Gram -ou de type Gram +, forment des panaches en aval des microcanaux ; ce phénomène est exacerbé par la tortuosité du milieu poreux. En parallèle, une étude numérique des écoulements a mis en évidence un lien entre la présence d'écoulements secondaires perpendiculaires à l'entrée et à la sortie des microcanaux et la formation de panaches. A partir des résultats numériques et expérimentaux, un scénario pour la formation de panaches a été élaboré : i) Transport des bactéries vers les parois facilité par les écoulements secondaires ; ii) Formation de filaments entraînés vers le centre de l'écoulement par les écoulements secondaires en sortie de canal ; iii) Capture des bactéries par les filaments (effet filet de pêche) et formation de panaches. La connaissance de ces phénomènes pourra permettre de mieux contrôler le risque de développement bactérien dans les procédés de filtration ou dans des réseaux d'eaux.
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Category : Microbiology
Languages : en
Pages : 492
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Author: Jan Willem Foppen
Publisher: CRC Press
ISBN: 9781138474703
Category :
Languages : en
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Arsenic, manganese and iron in drinking water at concentrations exceeding recommended guideline values pose health risks and aesthetic defects. Batch and pilot experiments on manganese adsorption equilibrium and kinetics using iron-oxide coated sand (IOCS), Aquamandix and other media have been investigated and modeled. Effect of manganese and iron loading on manganese removal and rate of oxidation of adsorbed iron and manganese have been studied. Aquamandix and IOCS demonstrated iron and manganese adsorption capacity that increases with increasing pH under oxic and anoxic conditions. Manganese loading and low filtration rate using feedwater with no nitrite favour non-uniform development of catalytic manganese oxide on media that subsequently enhances manganese removal.
Author: Robert E. Hinchee
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Category : Science
Languages : en
Pages : 386
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These articles focus on methods for optimizing the effectiveness of microorganisms for biodegradation. This volume includes discussions of the biodegradation and toxicity of PAH-, PCP-, PCB-, and BTEX-contaminated soil and aqueous sediments. Both bench-scale and pilot-scale studies deal with microbial issues such as surfactant-enhanced aromatic hydrocarbon degradation, nutrient addition and bioavailability, and various dispersion techniques. Selected case studies include discussions on pre-culture and consortium biodegradation of various petroleum hydrocarbons.
Author:
Publisher: Thomas Telford
ISBN: 9780727729545
Category : Science
Languages : en
Pages : 864
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This volume presents the proceedings of ConSoil 2000, the 7th International FZK/TNO conference on contaminated soil (in co-operation with UFZ Leipzig-Halle). This series of conferences focuses on policies, research and development, regulations, practical implementation and experiences related to contaminated sites. Legal, financial and insurance aspects of contaminated land are also included.
Author: Rudi Rajar
Publisher:
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Category : Science
Languages : en
Pages : 840
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