计算地下水中细菌的运转和翻滚行为

地下水中的细菌以令人惊讶的方式移动。他们可以被动地利用流动的地下水，也可以按照科学家所说的“奔跑和翻滚”行为主动地自行移动。但是，在计算细菌的移动方式时，大多数细菌在地下水中的迁移数值模型都遇到了麻烦。作为改进这些模型的第一步，科学家研究了两种微生物的运动。然后，他们将这些特征分解为一个简单的微型运输模型，可以更准确地预测地下变化。

当前的反应性运输模型要么不考虑任何运动，要么仅模拟地下水中细菌的被动运输，这可能导致人们对细菌对污染物运输和养分循环的影响了解得很少。这项研究的结果可以帮助科学家开发更准确的细菌传播数值模型，从而更好地了解细菌在水生地球化学过程中的作用。这些结果还可以帮助工程师设计更好的方法来管理污染物羽流。

布莱翰杨大学太平洋西北实验室沙漠研究所，科学家以及环境分子科学实验室EMSL的科学家合作研究了两种不同类型的微生物如何在流动的地下水中移动。两种微生物都已用于污染物迁移研究，一种在华盛顿州东南部的汉福德基地，另一种在科罗拉多州来福市的能源部野外研究基地。科学家研究了几秒钟到几分钟内单个细胞的轨迹。他们使用EMSL的超分辨率荧光显微镜观察到了明显的运行(在一个方向上移动)，随后发生了翻滚(方向突然，随机变化)。通过计算这些运动的长度和时间，他们可以开发一个简单的连续时间随机行走(CTRW)模型来预测细菌的运动方式。与当前模型相比对于细菌修复，在许多情况下，CTRW模型可以更好地预测细菌的运输。CTRW模型是开发和测试包含细菌运输行为的新反应运输模型的第一步。

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