Öncelikle ozmotik basınç deneyini açıklayalım: Farklı konsantrasyonlardaki iki tuz çözeltisini ayırmak için yarı geçirgen bir zar kullanın. Düşük konsantrasyonlu tuz çözeltisinin su molekülleri yarı geçirgen zardan geçerek yüksek konsantrasyonlu tuz çözeltisine, yüksek konsantrasyonlu tuz çözeltisinin su molekülleri de yarı geçirgen zardan geçerek düşük konsantrasyonlu tuz çözeltisine geçer, ancak sayıları daha azdır, bu nedenle yüksek konsantrasyonlu tuz çözeltisi tarafındaki sıvı seviyesi yükselir. İki taraftaki sıvı seviyeleri arasındaki yükseklik farkı, suyun tekrar akmasını engelleyecek kadar basınç oluşturduğunda, ozmoz durur. Bu anda, iki taraftaki sıvı seviyeleri arasındaki yükseklik farkının oluşturduğu basınca ozmotik basınç denir. Genel olarak, tuz konsantrasyonu ne kadar yüksekse, ozmotik basınç da o kadar büyük olur.
Tuzlu su çözeltilerindeki mikroorganizmaların durumu, ozmotik basınç deneyine benzer. Mikroorganizmaların temel yapısı hücrelerdir ve hücre duvarı yarı geçirgen bir zara eşdeğerdir. Klorür iyonu konsantrasyonu 2000 mg/L'den az veya eşit olduğunda, hücre duvarının dayanabileceği ozmotik basınç 0,5-1,0 atmosferdir. Hücre duvarı ve sitoplazmik zar belirli bir sertliğe ve esnekliğe sahip olsa bile, hücre duvarının dayanabileceği ozmotik basınç 5-6 atmosferden fazla olmayacaktır. Bununla birlikte, sulu çözeltideki klorür iyonu konsantrasyonu 5000 mg/L'nin üzerinde olduğunda, ozmotik basınç yaklaşık 10-30 atmosfere yükselir. Bu kadar yüksek bir ozmotik basınç altında, mikroorganizmadaki çok sayıda su molekülü hücre dışı çözeltiye nüfuz ederek hücre dehidrasyonuna ve plazmolize neden olur ve şiddetli vakalarda mikroorganizma ölür. Günlük hayatta insanlar sebze ve balık turşusu yapmak, yiyecekleri sterilize etmek ve muhafaza etmek için tuz (sodyum klorür) kullanırlar; bu da bu prensibin bir uygulamasıdır.
Mühendislik deneyim verileri, atık sudaki klorür iyonu konsantrasyonu 2000 mg/L'nin üzerinde olduğunda mikroorganizmaların aktivitesinin engellendiğini ve KOİ giderme oranının önemli ölçüde düştüğünü; atık sudaki klorür iyonu konsantrasyonu 8000 mg/L'nin üzerinde olduğunda ise çamur hacminin genişlemesine, su yüzeyinde büyük miktarda köpük oluşmasına ve mikroorganizmaların birer birer ölmesine neden olduğunu göstermektedir.
Ancak, uzun süreli evcilleştirme sonrasında, mikroorganizmalar yüksek konsantrasyonlu tuzlu suda büyümeye ve üremeye kademeli olarak uyum sağlayacaktır. Şu anda, bazı kişiler 10000 mg/L'nin üzerindeki klorür iyonu veya sülfat konsantrasyonlarına uyum sağlayabilen mikroorganizmalar yetiştirmiştir. Bununla birlikte, ozmotik basınç prensibi bize, yüksek konsantrasyonlu tuzlu suda büyümeye ve üremeye uyum sağlamış mikroorganizmaların hücre sıvısındaki tuz konsantrasyonunun çok yüksek olduğunu söyler. Atık sudaki tuz konsantrasyonu düşük veya çok düşük olduğunda, atık sudaki çok sayıda su molekülü mikroorganizmaların içine nüfuz ederek mikrobiyal hücrelerin şişmesine ve şiddetli vakalarda parçalanıp ölmesine neden olur. Bu nedenle, uzun süre evcilleştirilmiş ve yüksek konsantrasyonlu tuzlu suda büyümeye ve üremeye kademeli olarak uyum sağlayabilen mikroorganizmalar, biyokimyasal giriş suyundaki tuz konsantrasyonunun her zaman oldukça yüksek bir seviyede tutulmasını ve dalgalanmamasını gerektirir; aksi takdirde mikroorganizmalar büyük sayılarda ölür.
Yayın tarihi: 28 Şubat 2025