Bioremediation demands a better understanding of the factors controlling bacterial adhesion to crude oil. In this study, we investigate the effects of asphaltenes and resins on bacterial adhesion to model crude oils using the Microbial Adhesion to Hydrocarbons (MATH) assay. The model crude oils were prepared by adding toluene, asphaltenes or resins to n-hexadecane. After the mixing and phase separation step in the MATH assay, stabilized oil droplets were observed within the aqueous phase, causing an underestimation of the fraction of bacteria partitioned to the hydrocarbons. An improvement to the MATH assay protocol was developed to determine bacterial concentration using counting chambers instead of absorbance measurements. With the new MATH assay, asphaltenes and resins were shown to generally decrease microbial adhesion. This is contrary to what was expected from the extended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (XDLVO) interaction energy profiles that were calculated based on physicochemical characterization of the microorganisms and hydrocarbon droplets. The possible role of steric interactions in the observed adhesion behaviour in the presence of asphaltenes and resins is discussed. / Le domaine de la biorestauration exige une compréhension plus complète des facteurs qui influencent l'adhésion des bactéries au pétrole brut. La présente étude évalue l'effet des asphaltènes et résines sur l'adhésion des bactéries aux hydrocarbures. Le protocole « Microbial Adhesion to Hydrocarbons » (MATH) a été utilisé pour déterminer l'adhésion des bactéries aux hydrocarbures composées de cétane, toluène, d'asphaltènes et de résines. Après l'étape de mélange et de séparation des phases dans le protocole MATH, des gouttelettes d'hydrocarbure ont été découvertes dans la suspension bactérienne à l'aide d'un microscope. La présence des gouttelettes avait pour effet de surestimer la concentration bactérienne durant les mesures d'absorption. Une amélioration de la méthode MATH a été développée, où l'analyse des concentrations se fait en comptant les cellules individuelles. Avec la nouvelle méthode nous avons trouvé que les asphaltènes et résines diminuent l'adhésion des bactéries. Ce résultat va à l'encontre de nos prédictions des énergies d'interactions entre les bactéries et les hydrocarbures. Les prédictions ont étés basés sur la théorie des colloïdes « extended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek » (XDLVO), et calculés à partir de propriétés physico-chimiques que nous avons déterminées pour les bactéries et les gouttelettes d'hydrocarbure. Nous traitons de la possibilité que la diminution de l'adhésion bactérienne aux hydrocarbures contenant des asphaltènes et résines soit due aux interactions stériques.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.21979 |
| Date | January 2008 |
| Creators | Warne Zoueki, Caroline Rose |
| Contributors | Nathalie Tufenkji (Supervisor1), Subhasis Ghoshal (Supervisor2) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Engineering (Department of Chemical Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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