Najprv popíšme experiment s osmotickým tlakom: použite polopriepustnú membránu na oddelenie dvoch roztokov solí rôznych koncentrácií. Molekuly vody z roztoku soli s nízkou koncentráciou prejdú cez polopriepustnú membránu do roztoku soli s vysokou koncentráciou a molekuly vody z roztoku soli s vysokou koncentráciou tiež prejdú cez polopriepustnú membránu do roztoku soli s nízkou koncentráciou, ale počet je menší, takže hladina kvapaliny na strane roztoku soli s vysokou koncentráciou sa zvýši. Keď výškový rozdiel hladín kvapalín na oboch stranách vytvorí dostatočný tlak, aby zabránil opätovnému prúdeniu vody, osmóza sa zastaví. V tomto čase je tlak generovaný výškovým rozdielom hladín kvapalín na oboch stranách osmotický tlak. Vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je koncentrácia soli, tým väčší je osmotický tlak.
Situácia mikroorganizmov v roztokoch slanej vody je podobná experimentu s osmotickým tlakom. Jednotkovou štruktúrou mikroorganizmov sú bunky a bunková stena je ekvivalentná semipermeabilnej membráne. Keď je koncentrácia chloridových iónov nižšia alebo rovná 2000 mg/l, osmotický tlak, ktorý bunková stena vydrží, je 0,5 až 1,0 atmosféry. Aj keď bunková stena a cytoplazmatická membrána majú určitú húževnatosť a elasticitu, osmotický tlak, ktorý bunková stena znesie, nebude väčší ako 5-6 atmosfér. Keď je však koncentrácia chloridových iónov vo vodnom roztoku nad 5000 mg/l, osmotický tlak sa zvýši na približne 10-30 atmosfér. Pri takomto vysokom osmotickom tlaku prenikne do mimotelového roztoku veľké množstvo molekúl vody v mikroorganizme, čo spôsobí dehydratáciu buniek a plazmolýzu a v závažných prípadoch mikroorganizmus odumrie. V každodennom živote ľudia používajú soľ (chlorid sodný) na nakladanie zeleniny a rýb, sterilizáciu a konzervovanie potravín, čo je aplikácia tohto princípu.
Údaje z technických skúseností ukazujú, že keď je koncentrácia chloridových iónov v odpadovej vode vyššia ako 2000 mg/l, aktivita mikroorganizmov bude inhibovaná a rýchlosť odstraňovania CHSK výrazne klesne; keď je koncentrácia chloridových iónov v odpadovej vode vyššia ako 8000 mg/l, spôsobí to zväčšovanie objemu kalu, na hladine vody sa objaví veľké množstvo peny a mikroorganizmy jeden po druhom odumierajú.
Po dlhodobej domestikácii sa však mikroorganizmy postupne prispôsobia rastu a rozmnožovaniu vo vysoko koncentrovanej slanej vode. V súčasnosti majú niektorí ľudia domestikované mikroorganizmy, ktoré sa dokážu prispôsobiť koncentráciám chloridových iónov alebo síranov nad 10 000 mg/l. Princíp osmotického tlaku nám však hovorí, že koncentrácia soli v bunkovej tekutine mikroorganizmov, ktoré sa prispôsobili rastu a rozmnožovaniu vo vysoko koncentrovanej slanej vode, je veľmi vysoká. Akonáhle je koncentrácia soli v odpadovej vode nízka alebo veľmi nízka, veľké množstvo molekúl vody v odpadovej vode prenikne do mikroorganizmov, čo spôsobí napučiavanie mikrobiálnych buniek a v závažných prípadoch ich prasknutie a smrť. Preto mikroorganizmy, ktoré boli dlho domestikované a môžu sa postupne prispôsobiť rastu a rozmnožovaniu vo vysoko koncentrovanej slanej vode, vyžadujú, aby koncentrácia soli v biochemickom prítoku bola vždy udržiavaná na pomerne vysokej úrovni a nemohla kolísať, inak budú mikroorganizmy umierať vo veľkých množstvách.
Čas odoslania: 28. februára 2025