Vispirms aprakstīsim osmotiskā spiediena eksperimentu: izmantojiet daļēji caurlaidīgu membrānu, lai atdalītu divus dažādu koncentrāciju sāls šķīdumus. Zemas koncentrācijas sāls šķīduma ūdens molekulas caur puscaurlaidīgo membrānu nonāks augstas koncentrācijas sāls šķīdumā, un augstas koncentrācijas sāls šķīduma ūdens molekulas caur puscaurlaidīgo membrānu nonāks arī zemas koncentrācijas sāls šķīdumā, taču to skaits ir mazāks, tāpēc paaugstināsies šķidruma līmenis augstas koncentrācijas sāls šķīduma pusē. Kad šķidruma līmeņu augstuma starpība abās pusēs rada pietiekamu spiedienu, lai ūdens atkal neplūstu, osmoze apstāsies. Šajā laikā spiediens, ko rada šķidruma līmeņu augstuma starpība abās pusēs, ir osmotiskais spiediens. Vispārīgi runājot, jo augstāka ir sāls koncentrācija, jo lielāks ir osmotiskais spiediens.
Mikroorganismu situācija sālsūdens šķīdumos ir līdzīga osmotiskā spiediena eksperimentam. Mikroorganismu vienības struktūra ir šūnas, un šūnu siena ir līdzvērtīga daļēji caurlaidīgai membrānai. Ja hlorīda jonu koncentrācija ir mazāka vai vienāda ar 2000 mg / l, osmotiskais spiediens, ko var izturēt šūnu siena, ir 0,5-1,0 atmosfēras. Pat ja šūnu sienai un citoplazmas membrānai ir noteikta stingrība un elastība, osmotiskais spiediens, ko šūnas siena var izturēt, nebūs lielāks par 5-6 atmosfēras. Tomēr, ja hlorīda jonu koncentrācija ūdens šķīdumā pārsniedz 5000 mg/l, osmotiskais spiediens palielināsies līdz aptuveni 10-30 atmosfērām. Pie tik augsta osmotiskā spiediena liels daudzums mikroorganismā esošo ūdens molekulu iekļūs ekstrakorporālajā šķīdumā, izraisot šūnu dehidratāciju un plazmolīzi, un smagos gadījumos mikroorganisms iet bojā. Ikdienā cilvēki izmanto sāli (nātrija hlorīdu), lai marinētu dārzeņus un zivis, sterilizētu un konservētu pārtiku, kas ir šī principa pielietojums.
Inženiertehniskās pieredzes dati liecina, ka, ja hlorīda jonu koncentrācija notekūdeņos ir lielāka par 2000mg/L, mikroorganismu darbība tiks kavēta un ĶSP izvadīšanas ātrums ievērojami samazināsies; ja hlorīda jonu koncentrācija notekūdeņos ir lielāka par 8000mg/L, tas izraisīs dūņu tilpuma paplašināšanos, uz ūdens virsmas parādīsies liels putu daudzums, un mikroorganismi viens pēc otra mirs.
Tomēr pēc ilgstošas pieradināšanas mikroorganismi pakāpeniski pielāgosies augšanai un savairošanai augstas koncentrācijas sālsūdenī. Pašlaik dažiem cilvēkiem ir pieradināti mikroorganismi, kas var pielāgoties hlorīda jonu vai sulfātu koncentrācijai virs 10 000 mg/l. Tomēr osmotiskā spiediena princips vēsta, ka mikroorganismu, kas ir pielāgojušies augšanai un vairošanai augstas koncentrācijas sālsūdenī, šūnu šķidrumā sāls koncentrācija ir ļoti augsta. Kad sāls koncentrācija notekūdeņos ir zema vai ļoti zema, liels skaits ūdens molekulu notekūdeņos iekļūs mikroorganismos, izraisot mikrobu šūnu uzbriest un smagos gadījumos plīst un iet bojā. Tāpēc ilgstoši pieradinātiem mikroorganismiem, kas var pakāpeniski pielāgoties augšanai un savairošanai augstas koncentrācijas sālsūdenī, ir nepieciešams, lai sāls koncentrācija bioķīmiskajā pieplūdumā vienmēr būtu diezgan augsta, un tā nevar svārstīties, pretējā gadījumā mikroorganismi iet bojā lielā skaitā.
Izlikšanas laiks: 28. februāris 2025