Document
Physical processes affecting microbial habitats and activity in unsaturated porous media.
Publisher
Sultan Qaboos university
Gregorian
2002
Language
English
Subject
English abstract
Recent advances in soil pore space visualization and geometrical characterization coupled with improved models for liquid and gaseous behaviour provide the impetus for examination of physical influences on microbial habitats and activity. Desaturation of a porous medium is accompanied by marked changes in liquid-vapour interfacial configurations, which result in confinement and fragmentation of aquatic habitats, alteration of liquid and gaseous diffusion pathways, and introduction of mechanical stresses exerted by films and receding menisci. At the pore scale, we examine relationships between liquid element size (at a given potential) and typical organism or colony size, in an attempt to explain physical triggers for enhanced biological production of extracellular polysaccharides (EPS) coating. The role of EPS in habitat alteration is deduced from its structural, mechanical and transport characteristics. The interplay between increasing liquid-vapour interfacial area and decreasing liquid diffusion pathways with decreasing water content can be formulated as a function of pore space geometry. Such relationships are potentially important for optimal biological control of various bioremediation activities taking place at the soil profile scale. Interactions between microorganisms and solid surfaces are investigated in the context of adhesion and formation of biofilms. In such prevailing microbial communities, EPS forms complex three-dimensional structures that facilitate efficient transport processes and support a rich spatial arrangement of microorganisms with different affinities to oxygen and various nutrients. Effects of microbial activity on properties of solid surfaces including weathering and wettability, and structural stabilization of the solid matrix by biological products are examined.
Member of
ISSN
2410-1079
Resource URL
Citation
Or, D. (2002). Physical processes affecting microbial habitats and activity in unsaturated porous media. Journal of Agricultural and Marian Sciences, 7 (2), 39-45.
Arabic abstract
يعطي التطور الحديث في تصور مسامات التربة وخصائص أبعادها مع تطور النماذج الرياضية المستخدمة المحاكاة سلوك السوائل والغازات، دفعة قوية لدراسة واستكشاف المؤثرات الفيزيائية على أماكن تواجد الميكروبات ونشاطاتها. ويصاحب انخفاض مستوى تشبع الوسط المسامي بالماء تغيرات في مستوى الشد السطحي بين السائل والبخار مما يتسبب في تفكك المواطن المائية وتغير مسالك انتشار الغاز والسائل، وإحداث ضغط ميكانيكي ناتج عن طبقات الماء وسطح السائل المقعر بسبب الخاصية الشعرية على مستوى المسام. وتم اختيار العلاقة بين حجم العنصر السائل الناتج عن ضغط معين وحجم المستعمرة الميكروبية في محاولة لشرح المحفزات الفيزيائية لزيادة الإنتاج الحيوي للغطاء الخارجي، ويلعب هذا الغطاء دورا في تغير مواطن الميكروبات وذلك نتيجة لخصائصه الانتقالية والميكانيكية والتركيبية. ويعزى التفاعل بين الزيادة في المساحة بين سطحي البخار والماء والتناقص في مسالك انتشار السائل مع تناقص كمية المحتوي المائي إلى أبعاد مساحة المسام. إن مثل هذه العلاقات مهمة وضرورية جدا في السيطرة الحيوية الأفضل والأمثل على مختلف الأنشطة العلاجية والتنظيفية البيولوجية (البيوعلاجية) التي تحدث في أفق التربة. لقد تم استكشاف التفاعل بين الكائنات الحية الدقيقة والأسطح الصلبة في محيط الالتصاق وتكون شرائح ميكروبية في مثل هذه المجتمعات الميكروبية السائدة وتكوين مركبات معقدة ثلاثية الأبعاد والتي تجعل عمليات نقل الميكروبات فعالة أكثر كما تدعم تنسيق وانتشار وتوزع الميكروبات مع مستويات مختلفة للأكسجين والمواد المغذية المختلفة. لقد تم اختبار تأثير المخلفات البيولوجية الناتجة عن الميكروبات على خصائص الأسطح الصلبة : التعدية ، والترطيب، أو التبليل واستقرار ثبات قوام الجسم الصلب .
Category
Journal articles