Lad os først beskrive et eksperiment med osmotisk tryk: brug en semipermeabel membran til at adskille to saltopløsninger med forskellige koncentrationer. Vandmolekylerne i den lavkoncentrerede saltopløsning vil passere gennem den semipermeable membran ind i den højkoncentrerede saltopløsning, og vandmolekylerne i den højkoncentrerede saltopløsning vil også passere gennem den semipermeable membran ind i den lavkoncentrerede saltopløsning, men antallet er mindre, så væskeniveauet på siden af den højkoncentrerede saltopløsning vil stige. Når højdeforskellen mellem væskeniveauerne på begge sider producerer tilstrækkeligt tryk til at forhindre vandet i at strømme igen, vil osmosen stoppe. På dette tidspunkt er det tryk, der genereres af højdeforskellen mellem væskeniveauerne på begge sider, det osmotiske tryk. Generelt set, jo højere saltkoncentrationen er, desto større er det osmotiske tryk.
Situationen for mikroorganismer i saltvandsopløsninger ligner det osmotiske trykforsøg. Mikroorganismernes enhedsstruktur er celler, og cellevæggen svarer til en semipermeabel membran. Når kloridionkoncentrationen er mindre end eller lig med 2000 mg/L, er det osmotiske tryk, som cellevæggen kan modstå, 0,5-1,0 atmosfærer. Selv hvis cellevæggen og den cytoplasmatiske membran har en vis sejhed og elasticitet, vil det osmotiske tryk, som cellevæggen kan modstå, ikke være større end 5-6 atmosfærer. Men når kloridionkoncentrationen i den vandige opløsning er over 5000 mg/L, vil det osmotiske tryk stige til omkring 10-30 atmosfærer. Under et så højt osmotisk tryk vil en stor mængde vandmolekyler i mikroorganismen trænge ind i den ekstrakorporale opløsning, hvilket forårsager celledehydrering og plasmolyse, og i alvorlige tilfælde vil mikroorganismen dø. I dagligdagen bruger folk salt (natriumklorid) til at sylte grøntsager og fisk, sterilisere og konservere mad, hvilket er anvendelsen af dette princip.
Ingeniørmæssige erfaringer viser, at når kloridionkoncentrationen i spildevand er større end 2000 mg/L, vil mikroorganismernes aktivitet blive hæmmet, og COD-fjernelseshastigheden vil falde betydeligt; når kloridionkoncentrationen i spildevand er større end 8000 mg/L, vil det få slamvolumenet til at udvide sig, en stor mængde skum vil opstå på vandoverfladen, og mikroorganismerne vil dø en efter en.
Efter langvarig domesticering vil mikroorganismer dog gradvist tilpasse sig til vækst og reproduktion i saltvand med høj koncentration. I øjeblikket har nogle mennesker domesticeret mikroorganismer, der kan tilpasse sig kloridioner eller sulfatkoncentrationer over 10000 mg/L. Princippet om osmotisk tryk fortæller os dog, at saltkoncentrationen i cellevæsken hos mikroorganismer, der har tilpasset sig til vækst og reproduktion i saltvand med høj koncentration, er meget høj. Når saltkoncentrationen i spildevandet er lav eller meget lav, vil et stort antal vandmolekyler i spildevandet trænge ind i mikroorganismerne, hvilket får de mikrobielle celler til at hæve og i alvorlige tilfælde briste og dø. Derfor kræver mikroorganismer, der har været domesticeret i lang tid, og som gradvist kan tilpasse sig vækst og reproduktion i saltvand med høj koncentration, at saltkoncentrationen i det biokemiske tilløb altid holdes på et forholdsvis højt niveau og ikke kan svinge, da mikroorganismerne ellers vil dø i stort antal.
Opslagstidspunkt: 28. feb. 2025