剪切流对细菌从几丁质颗粒脱附的影响

作者：刘中祥; 吴韬; 朱德军^*; 李丹勋

来源：应用基础与工程科学学报, 2021, 29(06): 1325-1334.

DOI：10.16058/j.issn.1005-0930.2021.06.001

• 细菌
• 脱附
• 剪切流
• 几丁质颗粒
• 微流体

水体环境中微生物在有机物颗粒上定殖组成群落,调控着物质循环的进程.而颗粒上微生物的运动、行为及空间分布会受到流动的影响.细菌在颗粒表面定殖的分子机制已有深入研究,流动对细菌从颗粒脱附的影响却知之甚少.设计了微流体实验定量研究剪切流对细菌从几丁质颗粒脱附的影响及细菌行为的响应,实验结果表明,剪切力分别为1.37×10-2Pa、4.11×10-2Pa、13.69×10-2Pa时,细菌的脱附速率较静水工况分别增加了4.41×10-2h-1、5.89×10-2h-1、9.21×10-2h-1;即细菌的脱附速率随剪切力增加而增加,但脱附速率增加比例不及剪切力的增加比例.进一步研究发现,存在剪切流时,细菌会趋于平行于流向,吸附姿态从端状吸附过渡为吸附能力更强的纵向吸附,这两种变化规律会随着剪切力的增加而增强,这种适应性变化有助于细菌抵御剪切流的影响.

• 单位
  清华大学; 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室