Mari kita huraikan terlebih dahulu satu eksperimen tekanan osmosis: gunakan membran separa telap untuk memisahkan dua larutan garam yang mempunyai kepekatan yang berbeza. Molekul air larutan garam berkepekatan rendah akan melalui membran separa telap ke dalam larutan garam berkepekatan tinggi, dan molekul air larutan garam berkepekatan tinggi juga akan melalui membran separa telap ke dalam larutan garam berkepekatan rendah, tetapi bilangannya lebih kecil, jadi paras cecair pada bahagian larutan garam berkepekatan tinggi akan meningkat. Apabila perbezaan ketinggian paras cecair di kedua-dua belah pihak menghasilkan tekanan yang mencukupi untuk menghalang air daripada mengalir semula, osmosis akan berhenti. Pada masa ini, tekanan yang dihasilkan oleh perbezaan ketinggian paras cecair di kedua-dua belah pihak ialah tekanan osmosis. Secara amnya, semakin tinggi kepekatan garam, semakin besar tekanan osmosis.
Keadaan mikroorganisma dalam larutan air masin adalah serupa dengan eksperimen tekanan osmotik. Struktur unit mikroorganisma ialah sel, dan dinding sel bersamaan dengan membran separa telap. Apabila kepekatan ion klorida kurang daripada atau sama dengan 2000mg/L, tekanan osmotik yang boleh ditahan oleh dinding sel ialah 0.5-1.0 atmosfera. Walaupun dinding sel dan membran sitoplasma mempunyai ketahanan dan keanjalan tertentu, tekanan osmotik yang boleh ditahan oleh dinding sel tidak akan lebih besar daripada 5-6 atmosfera. Walau bagaimanapun, apabila kepekatan ion klorida dalam larutan akueus melebihi 5000mg/L, tekanan osmotik akan meningkat kepada kira-kira 10-30 atmosfera. Di bawah tekanan osmotik yang tinggi sedemikian, sejumlah besar molekul air dalam mikroorganisma akan menembusi larutan ekstrakorporeal, menyebabkan dehidrasi sel dan plasmolisis, dan dalam kes yang teruk, mikroorganisma akan mati. Dalam kehidupan seharian, orang ramai menggunakan garam (natrium klorida) untuk menjeruk sayur-sayuran dan ikan, mensteril dan mengawet makanan, yang merupakan penerapan prinsip ini.
Data pengalaman kejuruteraan menunjukkan bahawa apabila kepekatan ion klorida dalam air sisa melebihi 2000mg/L, aktiviti mikroorganisma akan terhalang dan kadar penyingkiran COD akan menurun dengan ketara; apabila kepekatan ion klorida dalam air sisa melebihi 8000mg/L, ia akan menyebabkan isipadu enap cemar mengembang, sejumlah besar buih akan muncul di permukaan air, dan mikroorganisma akan mati satu demi satu.
Walau bagaimanapun, selepas penjinakan jangka panjang, mikroorganisma akan secara beransur-ansur menyesuaikan diri untuk membesar dan membiak dalam air masin berkepekatan tinggi. Pada masa ini, sesetengah orang telah menjinakan mikroorganisma yang boleh menyesuaikan diri dengan kepekatan ion klorida atau sulfat melebihi 10000mg/L. Walau bagaimanapun, prinsip tekanan osmosis memberitahu kita bahawa kepekatan garam cecair sel mikroorganisma yang telah menyesuaikan diri untuk membesar dan membiak dalam air masin berkepekatan tinggi adalah sangat tinggi. Sebaik sahaja kepekatan garam dalam air sisa rendah atau sangat rendah, sebilangan besar molekul air dalam air sisa akan meresap ke dalam mikroorganisma, menyebabkan sel mikrob membengkak, dan dalam kes yang teruk, pecah dan mati. Oleh itu, mikroorganisma yang telah dijinakkan untuk jangka masa yang lama dan secara beransur-ansur boleh menyesuaikan diri untuk membesar dan membiak dalam air masin berkepekatan tinggi memerlukan kepekatan garam dalam pengaruh biokimia sentiasa dikekalkan pada tahap yang agak tinggi, dan tidak boleh berubah-ubah, jika tidak, mikroorganisma akan mati dalam jumlah yang besar.
Masa siaran: 28 Feb-2025