Nejprve si popišme experiment s osmotickým tlakem: pomocí semipermeabilní membrány oddělte dva solné roztoky různých koncentrací. Molekuly vody z roztoku soli s nízkou koncentrací projdou polopropustnou membránou do roztoku soli s vysokou koncentrací a molekuly vody roztoku soli s vysokou koncentrací také projdou polopropustnou membránou do roztoku soli s nízkou koncentrací, ale počet je menší, takže hladina kapaliny na straně roztoku soli s vysokou koncentrací stoupne. Když výškový rozdíl hladin kapalin na obou stranách vytvoří dostatečný tlak, aby zabránil opětovnému proudění vody, osmóza se zastaví. V tomto okamžiku je tlak generovaný výškovým rozdílem hladin kapalin na obou stranách osmotický tlak. Obecně řečeno, čím vyšší je koncentrace soli, tím větší je osmotický tlak.
Situace mikroorganismů v roztocích slané vody je podobná experimentu s osmotickým tlakem. Jednotkovou strukturou mikroorganismů jsou buňky a buněčná stěna je ekvivalentní semipermeabilní membráně. Když je koncentrace chloridových iontů nižší nebo rovna 2000 mg/l, osmotický tlak, který buněčná stěna vydrží, je 0,5-1,0 atmosféry. I když buněčná stěna a cytoplazmatická membrána mají určitou houževnatost a elasticitu, osmotický tlak, který buněčná stěna vydrží, nebude větší než 5-6 atmosfér. Když je však koncentrace chloridových iontů ve vodném roztoku nad 5000 mg/l, osmotický tlak se zvýší na přibližně 10-30 atmosfér. Při takto vysokém osmotickém tlaku pronikne velké množství molekul vody v mikroorganismu do mimotělního roztoku, což způsobí dehydrataci buněk a plazmolýzu a v těžkých případech mikroorganismus zemře. V každodenním životě lidé používají sůl (chlorid sodný) k nakládání zeleniny a ryb, sterilizaci a konzervaci potravin, což je aplikace tohoto principu.
Údaje z technických zkušeností ukazují, že když je koncentrace chloridových iontů v odpadní vodě vyšší než 2000 mg/l, aktivita mikroorganismů bude inhibována a rychlost odstraňování CHSK výrazně klesne; když je koncentrace chloridových iontů v odpadní vodě vyšší než 8000 mg/l, způsobí to zvětšení objemu kalu, na vodní hladině se objeví velké množství pěny a mikroorganismy budou jeden po druhém umírat.
Po dlouhodobé domestikaci se však mikroorganismy postupně přizpůsobí růstu a rozmnožování ve vysoce koncentrované slané vodě. V současné době mají někteří lidé domestikované mikroorganismy, které se mohou přizpůsobit koncentracím chloridových iontů nebo síranů nad 10 000 mg/l. Princip osmotického tlaku nám však říká, že koncentrace soli v buněčné tekutině mikroorganismů, které se přizpůsobily růstu a rozmnožování ve vysoce koncentrované slané vodě, je velmi vysoká. Jakmile je koncentrace soli v odpadní vodě nízká nebo velmi nízká, velké množství molekul vody v odpadní vodě pronikne do mikroorganismů, což způsobí bobtnání mikrobiálních buněk a ve vážných případech prasknutí a odumření. Proto mikroorganismy, které byly po dlouhou dobu domestikované a mohou se postupně přizpůsobit růstu a rozmnožování ve vysoce koncentrované slané vodě, vyžadují, aby koncentrace soli v biochemickém přítoku byla vždy udržována na poměrně vysoké úrovni a nemohla kolísat, jinak budou mikroorganismy umírat ve velkém množství.
Čas odeslání: 28. února 2025