Vispirms aprakstīsim osmotiskā spiediena eksperimentu: izmantojiet puscaurlaidīgu membrānu, lai atdalītu divus dažādas koncentrācijas sāls šķīdumus. Zemas koncentrācijas sāls šķīduma ūdens molekulas caur puscaurlaidīgo membrānu nokļūs augstas koncentrācijas sāls šķīdumā, un augstas koncentrācijas sāls šķīduma ūdens molekulas arī nokļūs zemas koncentrācijas sāls šķīdumā caur puscaurlaidīgo membrānu, taču to skaits ir mazāks, tāpēc šķidruma līmenis augstas koncentrācijas sāls šķīduma pusē paaugstināsies. Kad šķidruma līmeņu augstuma starpība abās pusēs rada pietiekamu spiedienu, lai novērstu ūdens atkārtotu plūsmu, osmoze apstāsies. Šajā laikā spiedienu, ko rada šķidruma līmeņu augstuma starpība abās pusēs, sauc par osmotisko spiedienu. 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 šūnas siena ir līdzvērtīga puscaurlaidīgai membrānai. Ja hlorīda jonu koncentrācija ir mazāka vai vienāda ar 2000 mg/l, šūnas sieniņas izturēšanas osmotiskais spiediens ir 0,5–1,0 atmosfēras. Pat ja šūnas sieniņai un citoplazmatiskajai membrānai ir noteikta izturība un elastība, šūnas sieniņas izturēšanas osmotiskais spiediens nepārsniegs 5–6 atmosfēras. Tomēr, ja hlorīda jonu koncentrācija ūdens šķīdumā pārsniedz 5000 mg/l, osmotiskais spiediens palielināsies līdz aptuveni 10–30 atmosfērām. Tik augsta osmotiskā spiediena apstākļos liels daudzums ūdens molekulu mikroorganismā 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 piemērošana.
Inženiertehniskās pieredzes dati liecina, ka, ja hlorīda jonu koncentrācija notekūdeņos pārsniedz 2000 mg/l, mikroorganismu aktivitāte tiks kavēta un ĶSP noņemšanas ātrums ievērojami samazināsies; ja hlorīda jonu koncentrācija notekūdeņos pārsniedz 8000 mg/l, tas izraisīs dūņu tilpuma palielināšanos, uz ūdens virsmas parādīsies liels putu daudzums, un mikroorganismi viens pēc otra mirs.
Tomēr pēc ilgstošas pieradināšanas mikroorganismi pakāpeniski pielāgojas augšanai un vairoties augstas koncentrācijas sālsūdenī. Pašlaik daži cilvēki ir pieradinājuši mikroorganismus, kas spēj pielāgoties hlorīda jonu vai sulfāta koncentrācijai virs 10000 mg/l. Tomēr osmotiskā spiediena princips mums saka, ka mikroorganismu, kas ir pielāgojušies augšanai un vairoties augstas koncentrācijas sālsūdenī, šūnu šķidruma sāls koncentrācija ir ļoti augsta. Kad sāls koncentrācija notekūdeņos ir zema vai ļoti zema, liels skaits ūdens molekulu notekūdeņos iekļūs mikroorganismos, izraisot mikrobu šūnu pietūkumu un smagos gadījumos plīsumu un bojāeju. Tāpēc mikroorganismiem, kas ir pieradināti ilgu laiku un var pakāpeniski pielāgoties augšanai un vairoties augstas koncentrācijas sālsūdenī, ir nepieciešams, lai sāls koncentrācija bioķīmiskajā ieplūdē vienmēr būtu diezgan augsta un nevarētu svārstīties, pretējā gadījumā mikroorganismi lielā skaitā iet bojā.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 28. februāris