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Enregistrement W2468838613 · doi:10.1021/bk-2005-0904.ch006

Microbially Mediated Subsurface Calcite Precipitation for Removal of Hazardous Divalent Cations: Microbial Activity, Molecular Biology, and Modeling

2005· book-chapter· en· W2468838613 sur OpenAlexaff
Frederick S. Colwell, Robert W. Smith, F. G. Ferris, Anna‐Louise Reysenbach, Yoshiko Fujita, T. L. Tyler, Joanna L. Taylor, Amy B. Banta, Mark E. Delwiche, Travis McLing, Mary E. Watwood

Notice bibliographique

RevueACS symposium series · 2005
Typebook-chapter
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueMicrobial Applications in Construction Materials
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesIdaho Operations Office, U.S. Department of Energy
Mots-clésAquiferAlkalinityEnvironmental chemistryUreaseChemistryCalciteGroundwaterUreaEnvironmental scienceGeologyMineralogyBiochemistryOrganic chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Current approaches for remediating hazardous divalent cations in aquifers are costly, can generate large volumes of waste, and focus on the small amounts of contaminants in the water rather than the larger reservoir of contamination sorbed to the aquifer matrix. An alternative to waste removal and repackaging is to encourage in situ biogeochemical processes to permanently bind the contaminants in the mineral matrix of an aquifer. Our research involves one such approach in which we accelerate calcite precipitation (an on going geochemical process in arid western aquifers) and the assisted co-precipitation of cationic contaminants like strontium-90 using biologically driven urea hydrolysis to increase aquifer pH and alkalinity. This paper describes progress related to stimulating and measuring indigenous urease activities in aquifer microbes and how these activities can be modeled for application in an aquifer of concern to the U.S. Department of Energy. Experiments using 14 C-labeled urea indicated that microbial communities from the Snake River Plain aquifer (SRPA) of eastern Idaho hydrolyzed urea at rates higher than those measured for a model urea hydrolyzing bacterium (Bacillus pasteurii) under similar conditions, if they were provided a source of organic carbon along with the urea. By using a phylogenetic approach for analyzing urease gene sequences we developed polymerase chain reaction primer pairs that detected the ureC gene in urease positive microbial isolates. In a field test where molasses and urea were added to the SRPA, the ca. 400 base pair ureC fragment was amplified from DNA extracted from aquifer cells. Amplification and sequencing of bacterial 16S rDNA gene fragments from the aquifer before and after the molasses and urea additions indicated measurable changes in the communities as a result of the treatment. Rate constants derived from urease activity experiments were used to simulate the calcite precipitation process in the SRPA. The model predicts that field application would result in three distinct geochemical reaction phases: a condition where urea hydrolysis rates exceed calcite precipitation rates, a condition where calcite precipitation rates exceed urea hydrolysis rates, and finally a condition where the two rates are equal. The model also indicates that most of the metals that are precipitated as carbonates will come from the aquifer matrix, not the groundwater. These two modeling observations suggest that when the rates of calcite precipitation and urea hydrolysis are equal, the entire process can be described by a pseudo-first order kinetic model. In this model the calcite precipitation rate is controlled by the urea hydrolysis rate and is independent of the concentration of calcium in the groundwater. The use of these techniques for determining the response of microbial communities to urea additions, as well as the predictive capabilities of the model, will allow better control and evaluation of pending field experiments to test calcite precipitation as an approach for contaminant removal from aquifers.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,010
Score d'incertitude au seuil0,021

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,014
Tête enseignante GPT0,259
Écart entre enseignants0,245 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations19
Publié2005
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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