Describamos primeiro un experimento de presión osmótica: use unha membrana semipermeable para separar dúas solucións salinas de diferentes concentracións. As moléculas de auga da solución salina de baixa concentración pasarán a través da membrana semipermeable cara á solución salina de alta concentración, e as moléculas de auga da solución salina de alta concentración tamén pasarán a través da membrana semipermeable cara á solución salina de baixa concentración, pero o número é menor, polo que o nivel do líquido no lado da solución salina de alta concentración aumentará. Cando a diferenza de altura dos niveis do líquido en ambos os lados produce suficiente presión para evitar que a auga volva fluír, a osmose deterase. Neste momento, a presión xerada pola diferenza de altura dos niveis do líquido en ambos os lados é a presión osmótica. En xeral, canto maior sexa a concentración de sal, maior será a presión osmótica.
A situación dos microorganismos en solucións de auga salgada é similar ao experimento de presión osmótica. A estrutura unitaria dos microorganismos son as células e a parede celular é equivalente a unha membrana semipermeable. Cando a concentración de ións cloruro é inferior ou igual a 2000 mg/L, a presión osmótica que a parede celular pode soportar é de 0,5-1,0 atmosferas. Mesmo se a parede celular e a membrana citoplasmática teñen unha certa dureza e elasticidade, a presión osmótica que a parede celular pode soportar non será superior a 5-6 atmosferas. Non obstante, cando a concentración de ións cloruro na solución acuosa é superior a 5000 mg/L, a presión osmótica aumentará a unhas 10-30 atmosferas. Baixo unha presión osmótica tan alta, unha gran cantidade de moléculas de auga no microorganismo penetrará na solución extracorpórea, causando deshidratación celular e plasmólise e, en casos graves, o microorganismo morrerá. Na vida cotiá, a xente usa sal (cloruro de sodio) para encurtir verduras e peixe, esterilizar e conservar alimentos, o que supón a aplicación deste principio.
Os datos da experiencia en enxeñaría mostran que cando a concentración de ións cloruro nas augas residuais é superior a 2000 mg/L, a actividade dos microorganismos inhibirase e a taxa de eliminación de COD diminúe significativamente; cando a concentración de ións cloruro nas augas residuais é superior a 8000 mg/L, o volume de lodos se expande, aparece unha gran cantidade de escuma na superficie da auga e os microorganismos morren un tras outro.
Non obstante, tras unha domesticación a longo prazo, os microorganismos adaptaranse gradualmente ao crecemento e á reprodución en auga salgada de alta concentración. Na actualidade, algunhas persoas domesticaron microorganismos que poden adaptarse a concentracións de ións cloruro ou sulfato superiores a 10 000 mg/L. Non obstante, o principio da presión osmótica dinos que a concentración de sal no fluído celular dos microorganismos que se adaptaron ao crecemento e á reprodución en auga salgada de alta concentración é moi alta. Unha vez que a concentración de sal nas augas residuais é baixa ou moi baixa, un gran número de moléculas de auga nas augas residuais penetrarán nos microorganismos, facendo que as células microbianas se inchen e, en casos graves, se rompan e morran. Polo tanto, os microorganismos que foron domesticados durante moito tempo e que poden adaptarse gradualmente ao crecemento e á reprodución en auga salgada de alta concentración requiren que a concentración de sal no influente bioquímico se manteña sempre a un nivel bastante alto e que non poida fluctuar, se non, os microorganismos morrerán en gran número.
Data de publicación: 28 de febreiro de 2025