Response of Simulated Drinking Water Biofilm Mechanical and Structural Properties to Long-Term Disinfectant Exposure
Notice bibliographique
Résumé
Mechanical and structural properties of biofilms influence the accumulation and release of pathogens in drinking water distribution systems (DWDS). Thus, understanding how long-term residual disinfectants exposure affects biofilm mechanical and structural properties is a necessary aspect for pathogen risk assessment and control. In this study, elastic modulus and structure of groundwater biofilms was monitored by atomic force microscopy (AFM) and optical coherence tomography (OCT) during three months of exposure to monochloramine or free chlorine. After the first month of disinfectant exposure, the mean stiffness of monochloramine- or free-chlorine-treated biofilms was 4 to 9 times higher than those before treatment. Meanwhile, the biofilm thickness decreased from 120 ± 8 μm to 93 ± 6-107 ± 11 μm. The increased surface stiffness and decreased biofilm thickness within the first month of disinfectant exposure was presumably due to the consumption of biomass. However, by the second to third month during disinfectant exposure, the biofilm mean stiffness showed a 2- to 4-fold decrease, and the biofilm thickness increased to 110 ± 7-129 ± 8 μm, suggesting that the biofilms adapted to disinfectant exposure. After three months of the disinfectant exposure process, the disinfected biofilms showed 2-5 times higher mean stiffness (as determined by AFM) and 6-13-fold higher ratios of protein over polysaccharide, as determined by differential staining and confocal laser scanning microscopy (CLSM), than the nondisinfected groundwater biofilms. However, the disinfected biofilms and nondisinfected biofilms showed statistically similar thicknesses (t test, p > 0.05), suggesting that long-term disinfection may not significantly remove net biomass. This study showed how biofilm mechanical and structural properties vary in response to a complex DWDS environment, which will contribute to further research on the risk assessment and control of biofilm-associated-pathogens in DWDS.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».