Increasing in situ bioremediation effectiveness through field-scale application of molecular biological tools
Notice bibliographique
Résumé
Leveraging the capabilities of microorganisms to reduce (degrade or transform) concentrations of pollutants in soil and groundwater can be a cost-effective, natural remedial approach to manage contaminated sites. Traditional design and implementation of bioremediation strategies consist of lab-scale biodegradation studies or collection of field-scale geochemical data to infer associated biological processes. While both lab-scale biodegradation studies and field-scale geochemical data are useful for remedial decision-making, additional insights can be gained through the application of Molecular Biological Tools (MBTs) to directly measure contaminant-degrading microorganisms and associated bioremediation processes. Field-scale application of a standardized framework pairing MBTs with traditional contaminant and geochemical analyses was successfully performed at two contaminated sites. At a site with trichloroethene (TCE) impacted groundwater, framework application informed design of an enhanced bioremediation approach. Baseline abundances of 16S rRNA genes for a genus of obligate organohalide-respiring bacteria (i.e., Dehalococcoides ) were measured at low abundances (10 1 –10 2 cells/mL) within the TCE source and plume areas. In combination with geochemical analyses, these data suggested that intrinsic biodegradation (i.e., reductive dechlorination) may be occurring, but activities were limited by electron donor availability. The framework was utilized to support development of a full-scale enhanced bioremediation design (i.e., electron donor addition) and to monitor remedial performance. Additionally, the framework was applied at a second site with residual petroleum hydrocarbon (PHC) impacted soils and groundwater. MBTs, specifically qPCR and 16S gene amplicon rRNA sequencing, were used to characterize intrinsic bioremediation mechanisms. Functional genes associated with anaerobic biodegradation of diesel components (e.g., naphthyl-2-methyl-succinate synthase, naphthalene carboxylase, alkylsuccinate synthase, and benzoyl coenzyme A reductase) were measured to be 2–3 orders of magnitude greater than unimpacted, background samples. Intrinsic bioremediation mechanisms were determined to be sufficient to achieve groundwater remediation objectives. Nonetheless, the framework was further utilized to assess that an enhanced bioremediation could be a successful remedial alternative or complement to source area treatment. While bioremediation of chlorinated solvents, PHCs, and other contaminants has been demonstrated to successfully reduce environmental risk and reach site goals, the application of field-scale MBT data in combination with contaminant and geochemical data analyses to design, implement, and monitor a site-specific bioremediation approach can result in more consistent remedy effectiveness.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».