Pirmiausia aprašykime osmosinio slėgio eksperimentą: naudokite pusiau laidžią membraną, kad atskirtumėte du skirtingos koncentracijos druskos tirpalus. Mažos koncentracijos druskos tirpalo vandens molekulės praeis pro pusiau laidžią membraną į didelės koncentracijos druskos tirpalą, o didelės koncentracijos druskos tirpalo vandens molekulės taip pat praeis pro pusiau laidžią membraną į mažos koncentracijos druskos tirpalą, tačiau jų skaičius bus mažesnis, todėl skysčio lygis didelės koncentracijos druskos tirpalo pusėje pakils. Kai skysčio lygių aukščių skirtumas abiejose pusėse sukurs pakankamai slėgio, kad vanduo nebetekėtų, osmozė sustos. Šiuo metu slėgis, susidarantis dėl skysčio lygių aukščių skirtumo abiejose pusėse, yra osmosinis slėgis. Paprastai tariant, kuo didesnė druskos koncentracija, tuo didesnis osmosinis slėgis.
Mikroorganizmų situacija sūraus vandens tirpaluose yra panaši į osmosinio slėgio eksperimentą. Mikroorganizmo struktūra yra ląstelė, o ląstelės sienelė yra lygi pusiau pralaidžiai membranai. Kai chlorido jonų koncentracija yra mažesnė arba lygi 2000 mg/l, ląstelės sienelė gali atlaikyti 0,5–1,0 atmosferos osmosinį slėgį. Net jei ląstelės sienelė ir citoplazminė membrana turi tam tikrą tvirtumą ir elastingumą, ląstelės sienelės osmosinis slėgis nebus didesnis nei 5–6 atmosferos. Tačiau kai chlorido jonų koncentracija vandeniniame tirpale viršija 5000 mg/l, osmosinis slėgis padidės iki maždaug 10–30 atmosferų. Esant tokiam dideliam osmosiniam slėgiui, didelis kiekis vandens molekulių mikroorganizme prasiskverbs į ekstrakorporinį tirpalą, sukels ląstelių dehidrataciją ir plazmolizę, o sunkiais atvejais mikroorganizmas žūs. Kasdieniame gyvenime žmonės naudoja druską (natrio chloridą) daržovėms ir žuviai marinuoti, maistui sterilizuoti ir konservuoti – tai yra šio principo taikymas.
Inžinerinės patirties duomenys rodo, kad kai chlorido jonų koncentracija nuotekose yra didesnė nei 2000 mg/l, mikroorganizmų aktyvumas bus slopinamas ir COD šalinimo greitis žymiai sumažės; kai chlorido jonų koncentracija nuotekose yra didesnė nei 8000 mg/l, dumblo tūris padidės, vandens paviršiuje atsiras daug putų, o mikroorganizmai žus vienas po kito.
Tačiau po ilgalaikio prijaukinimo mikroorganizmai palaipsniui prisitaiko augti ir daugintis didelės koncentracijos sūriame vandenyje. Šiuo metu kai kurie žmonės prijaukino mikroorganizmus, kurie gali prisitaikyti prie didesnės nei 10000 mg/l chlorido jonų arba sulfato koncentracijos. Tačiau osmosinio slėgio principas teigia, kad mikroorganizmų, kurie prisitaikė augti ir daugintis didelės koncentracijos sūriame vandenyje, ląstelių skysčio druskos koncentracija yra labai didelė. Kai druskos koncentracija nuotekose yra maža arba labai maža, į mikroorganizmus prasiskverbia daug vandens molekulių, sukeldamos mikrobų ląstelių brinkimą, o sunkiais atvejais – plyšimą ir žūtį. Todėl mikroorganizmams, kurie ilgą laiką buvo prijaukinti ir gali palaipsniui prisitaikyti augti ir daugintis didelės koncentracijos sūriame vandenyje, reikia, kad druskos koncentracija biocheminiame įtekančiame vandenyje visada būtų gana didelė ir negalėtų svyruoti, kitaip mikroorganizmai žūtų masiškai.
Įrašo laikas: 2025 m. vasario 28 d.