Morphology and Size of Bacterial Colonies Control Anoxic Microenvironment Formation in Porous Media

缺氧水域 形态学(生物学) 多孔介质 化学 化学工程 生物物理学 多孔性 生物 环境化学 动物 有机化学 工程类
作者
Giulia Ceriotti,Sergey M. Borisov,Jasmine S. Berg,Pietro de Anna
出处
期刊:Environmental Science & Technology [American Chemical Society]
卷期号:56 (23): 17471-17480 被引量:12
标识
DOI:10.1021/acs.est.2c05842
摘要

Bacterial metabolisms using electron acceptors other than oxygen (e.g., methanogenesis and fermentation) largely contribute to element cycling and natural contaminant attenuation/mobilization, even in well-oxygenated porous environments, such as shallow aquifers. This paradox is commonly explained by the occurrence of small-scale anoxic microenvironments generated by the coupling of bacterial respiration and dissolved oxygen (O2) transport by pore water. Such microenvironments allow facultative anaerobic bacteria to proliferate in oxic environments. Microenvironment dynamics are still poorly understood due to the challenge of directly observing biomass and O2 distributions at the microscale within an opaque sediment matrix. To overcome these limitations, we integrated a microfluidic device with transparent O2 planar optical sensors to measure the temporal behavior of dissolved O2 concentrations and biomass distributions with time-lapse videomicroscopy. Our results reveal that bacterial colony morphology, which is highly variable in flowing porous systems, controls the formation of anoxic microenvironments. We rationalize our observations through a colony-scale Damköhler number comparing dissolved O2 diffusion and a bacterial O2 uptake rate. Our Damköhler number enables us to predict the pore space fraction occupied by anoxic microenvironments in our system for a given bacterial organization.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
asss完成签到,获得积分10
刚刚
好久不见发布了新的文献求助10
刚刚
是真的宇航员啊应助lsss采纳,获得20
1秒前
bkagyin应助大力思萱采纳,获得10
3秒前
科研通AI6.4应助研友_08oErn采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
ayue完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
科研通AI6.4应助luwenxuan采纳,获得10
5秒前
英姑应助机灵的笑南采纳,获得10
6秒前
Hello应助毛毛菇炒蛋采纳,获得10
6秒前
科研通AI6.4应助HuHengyi采纳,获得10
8秒前
Chris_Lee应助七七采纳,获得10
8秒前
9秒前
开心谷秋发布了新的文献求助10
9秒前
nacoo发布了新的文献求助10
10秒前
共享精神应助EMP采纳,获得10
11秒前
小小科研人完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
YYJ25完成签到,获得积分10
12秒前
优美的玉米完成签到,获得积分10
13秒前
羊羊羊完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
15秒前
好久不见完成签到,获得积分10
15秒前
yh发布了新的文献求助10
15秒前
科研通AI6.4应助cascas采纳,获得10
15秒前
TAO完成签到,获得积分10
17秒前
思源应助Steven采纳,获得10
17秒前
羽化完成签到,获得积分10
17秒前
嘻嘻嘻发布了新的文献求助10
18秒前
长情问安发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
tamo发布了新的文献求助10
20秒前
天地一沙鸥发布了新的文献求助200
22秒前
隐形的谷槐完成签到 ,获得积分10
23秒前
EMP发布了新的文献求助10
24秒前
25秒前
帅666完成签到,获得积分10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7669840
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9237765
关于积分的说明 19889644
捐赠科研通 7239166
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3284452
关于科研通互助平台的介绍 2443118
邀请新用户注册赠送积分活动 2286326