$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Begrijpen en voorspellen spoorelement (TE) mobiliteit en biogeochemie in de-omgeving is essentieel om te controleren, ontwikkelen en toepassen van de juiste managementbeslissingen voor grondreiniging. Dit geldt met name in het geval van toxische TEs zoals arsenicum (As) en kwik (Hg). De lot en de speciatie van deze TEs in bodem of watervoerende lagen zijn nauw verbonden aan de fysisch-chemische voorwaarden, zoals Eh en pH, maar ook aan microbiële activiteiten die ofwel een directe rol kunnen spelen op soortvorming of een indirecte rol inzake mobiliteit.
Inderdaad, sommige bacteriën kunnen rechtstreeks As(III) aan As(V) oxideren of As(V) tot As(III) te verminderen. Dit beïnvloedt als toxiciteit, aangezien As(III) de meest giftige vorm van is als, en mobiliteit, aangezien As(III) is mobieler dan As(V), die gemakkelijk aan ijzer (oxy) hydroxiden of organisch materiaal1,2 adsorberen kan. Bacteriën zijn ook nauw betrokken bij kwik fietsen, hetzij via de methylering, voornamelijk door sulfaat en ijzer verminderen van bacteriën3,4, vormen het neurotoxine monomethylether kwik (gemakkelijk bioaccumulated in de voedselketen), of via de beperken tot vluchtige elementaire Hg (Hg °)5.
Beide zoals en Hg lot zijn ook sterk verbonden met de bodem of aquifer samenstelling, sinds verbindingen zoals organische stof of ijzer (oxy) hydroxiden hun sekwestratie en de biologische beschikbaarheid kunnen beïnvloeden. As(V) absorbeert goed aan ijzer (oxy) hydroxiden6, overwegende dat Hg een zeer hoge affiniteit voor organisch materiaal heeft (OM; vooral voor thiol-groepen) maar ook voor colloïdale ijzer of mangaan (oxy) hydroxiden in OM verarmd omgevingen7,8 , 9 , 10 , 11.
Bacteriële activiteiten kunnen dan invloed op het lot van TEs geadsorbeerde (oxy) hydroxiden of organisch materiaal door de reductie van ijzer (oxy) hydroxiden of de mineralisatie van organisch materiaal. Vermindering van de directe ijzer door bacteriën is dat de dominante weg voor ijzer vermindering van zwavel uitgeput zones12,13, Fe(III) wordt gebruikt als een terminal elektron acceptor, overwegende dat indirect, Fe(III) kan worden gereduceerd tot Fe(II) door sulfide gevormd door een bacteriële sulfaat reductie14. Bovendien, de aanwezigheid van sulfaat Hg kunt ook wijzigen en als soortvorming door de vorming van complexen zoals thio-arsenates15 met als of metacinnabar met Hg.
Dus, een beter begrip van de impact van de ijzer- en sulfaat fietsen over het lot van TE, zoals Hg en als, kan ons helpen om beter beheer van verontreinigde locaties en onderhoud van bodem-en waterkwaliteit. Gegevens kunnen ook bijdragen tot de versterking van de bestaande modellen van de metal-mobiliteit. Microbiële Fe (III)-vermindering16,17,18 de desorptie van TE kunnen veroorzaken. Theoretisch, kan de indirecte reductie van ijzer (oxy) hydroxiden door sulfide geproduceerd door de microbiële vermindering van sulfaat ook van invloed TE mobiliteit. De omvang en de kinetiek van deze reacties zijn echter over het algemeen studeerde in batch homogene systemen of batch microkosmos16,18,19,20. Het nadeel van batch experimenten is het ontbreken van dissociatie van de voorkomende verschijnselen; inderdaad, activiteit is gebaseerd op en beperkt door de middelen aanwezig zijn in de partij en enige geeft een eindresultaat van de verschuivingen in speciatie en adsorptie. Met behulp van een kolom aanpak kan de vernieuwing van borrelt media en het toezicht op het lot van TE over tijd en ruimte. Deze voorwaarden zijn realistischer in vergelijking tot een aquifer, waar reële verschijnselen nauw met continue doorsijpeling voorwaarden verbonden zijn. Bovendien is de heterogene ijzer (oxy) hydroxide voorkomt in de aquifer sedimenten gemeenschappelijk21,23, en de ruimtelijke veranderingen in de mineralogische en chemische samenstelling van de vaste fasen rijdt zeker microbiële activiteiten .
Om de invloed van deze heterogeniteiten op geo-microbiële verschijnselen en het lot van ijzer-geassocieerde TE verhelderen, ontwikkelden we een laboratorium, een voortdurend gevoed kolom vertegenwoordigt een vereenvoudigd model aquifer. De kolom is gevuld tot een zone van ijzer-uitgeput aan de ingang van de kolom en een ijzer-rijke zone boven. Regelmatige bemonstering poorten inschakelen dat elke zone afzonderlijk bestuderen evenals de interface-geassocieerde verschijnselen. Een voorbeeld van de toepassing van deze experimentele apparaat voor de studie van Hg lot en soortvorming is reeds beschikbaar24. We geven hier een gedetailleerde beschrijving van de experimentele opstelling en een tweede voorbeeld van de toepassing gericht op het gedrag van zoals in verontreinigde watervoerende lagen.