So sánh các mô hình biến đổi sinh học bậc không, bậc một và Monod

Ground Water - Tập 36 Số 2 - Trang 261-268 - 1998
B. Bekins1, Ean Warren1, E. Michael Godsy1
1U.S. Geological Survey, 345 Middlefield Rd., MS 496, Menlo Park, California 94025.

Tóm tắt

Dưới một số điều kiện nhất định, mô hình động học bậc một không phải là đại diện chính xác cho sự phân hủy sinh học trong các tầng nước ngầm bị ô nhiễm. Mặc dù điều này đã được biết đến rằng giả thiết về động học bậc một chỉ hợp lệ khi nồng độ chất nền, S, nhỏ hơn nhiều so với hằng số nửa bão hòa, Ks, nhưng giả thiết này thường được đưa ra mà không xác minh điều kiện này. Chúng tôi trình bày một phân tích sai số chính thức cho thấy rằng sai số tương đối trong xấp xỉ bậc một là S/Ks và trong xấp xỉ bậc không, sai số là Ks/S. Chúng tôi sau đó xem xét các vấn đề phát sinh khi sử dụng xấp xỉ bậc một bên ngoài khoảng mà nó hợp lệ. Một loạt các mô phỏng số so sánh kết quả của các xấp xỉ tỷ lệ bậc một và bậc không với động học Monod dựa trên một tập dữ liệu thực tế cho thấy nếu nồng độ quan sát được trong thực địa cao hơn Ks, có thể tốt hơn khi mô hình hóa sự phân hủy bằng một biểu thức tỷ lệ bậc không. So với động học Monod, việc ngoại suy tỷ lệ bậc một tới các nồng độ thấp hơn sẽ dự đoán sai tiềm năng biến đổi sinh học, trong khi việc ngoại suy đến các nồng độ cao hơn có thể làm tăng quá mức tỷ lệ biến đổi. Một tóm tắt về độ hòa tan và các tham số Monod cho việc phân hủy benzen, toluen và xilen (BTX) cho thấy giả thiết a priori về động học phân hủy bậc một tại các vị trí bị ô nhiễm bởi các hợp chất này không hợp lệ. Cụ thể, trong số sáu giá trị đã công bố của Ks cho toluen, chỉ có một giá trị vượt quá 2 mg/L, cho thấy rằng khi toluen có mặt ở nồng độ lớn hơn khoảng một phần triệu, giả thiết về động học bậc một có thể không hợp lệ. Cuối cùng, chúng tôi áp dụng một giải pháp phân tích hiện có cho vận tải thuận chiều một chiều trạng thái ổn định với động học phân hủy Monod cho một tập dữ liệu thực địa.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1002/etc.5620130503

Allen‐King R.M., 1994, Hydrocarbon Remediation, 175

10.1007/BF00122424

Alexander M. andK.M.Scow.1989.Kinetics of biodegradation in soil. InReactions and Movement of Organic Chemicals in Soils ed.B.L.SawhneyandK.Brown SSSA special publication no. 22.

American Petroleum Institute, 1985, Laboratory study on solubilities of petroleum hydrocarbons in groundwater, API Publication No. 4395

Baedecker M.J., 1994, Proceedings of the U.S. EPA Symposium on Intrinsic Bioremediation of Ground Water

10.1111/j.1745-6592.1987.tb01063.x

10.1016/0169-7722(93)90029-R

10.1021/es00011a012

10.1002/bit.260411108

Corseuil H.X., 1994, Potential biomass limitations on rates of degradation of monoaromatic hydrocarbons by indigenous microbes in surface soils, Water Resources, 28, 1415

Dunlap L.E., 1988, Proceedings of the Conference on Petroleum Hydrocarbons and Organic Chemicals in Groundwater: Prevention Detection and Restoration

10.1111/j.1745-6584.1992.tb01795.x

Goldsmith CD., 1988, Biodegradation and growth kinetics of enrichment isolates on benzene, toluene, and xylene, Water Science and Technology, 20, 505, 10.2166/wst.1988.0336

Grady C.P.L., 1980, Biological Wastewater Treatment

Horan N.J., 1990, Biological Wastewater Treatment Systems

10.1016/0169-7722(95)00092-5

MacQuarrie K.T.B., 1990, Simulation of biodegradable organic contaminants in groundwater: 1. Numerical formulation in principal directions, Water Resources Research, 26, 207

10.1146/annurev.mi.03.100149.002103

10.1016/0169-7722(94)90032-9

10.1097/00010694-198406000-00009

10.1021/es9509238

Rice D.W., 1995, California leaking underground fuel tank (LUFT) historical case analyses

Rice D.W., 1995, Recommendations to improve the cleanup process for California's leaking underground fuel tanks (LUFTs)

Robertson B.R., 1987, Toluene induction and uptake kinetics and their inclusion in the specific‐affinity relationship for describing rates of hydrocarbon metabolism, Applied and Environmental Microbiology, 53, 2193, 10.1128/aem.53.9.2193-2205.1987

Salanitro J.P., 1993, The role of bioattenuation in the management of aromatic hydrocarbon plumes in aquifers, Ground Water Monitoring Review, 13, 150, 10.1111/j.1745-6592.1993.tb00459.x

10.2136/sssaj1992.03615995005600010019x

Simpkins S., 1984, Models for mineralization kinetics with the variables of substrate concentration and population density, Applied and Environmental Microbiology, 47, 1299, 10.1128/aem.47.6.1299-1306.1984

Slater J.H., 1984, Microbial Degradation of Organic Compounds

10.2136/sssaj1976.03615995004000030040x

Wiedemeier T., 1995, Technical protocol for implementing intrinsic remediation with long‐term monitoring for natural attenuation of fuel contamination dissolved in groundwater

Thông tin
Thông tin xuất bản

Ground Water

Tập 36 Số 2

261-268

Thông tin tác giả