Öncelikle bir ozmotik basınç deneyini açıklayalım: Farklı konsantrasyonlardaki iki tuz çözeltisini ayırmak için yarı geçirgen bir membran kullanın. Düşük konsantrasyonlu tuz çözeltisindeki su molekülleri yarı geçirgen membrandan yüksek konsantrasyonlu tuz çözeltisine geçecek ve yüksek konsantrasyonlu tuz çözeltisindeki su molekülleri de yarı geçirgen membrandan düşük konsantrasyonlu tuz çözeltisine geçecektir, ancak sayı daha az olacağından yüksek konsantrasyonlu tuz çözeltisi tarafındaki sıvı seviyesi yükselecektir. Her iki taraftaki sıvı seviyeleri arasındaki yükseklik farkı, suyun tekrar akmasını önleyecek kadar basınç oluşturduğunda ozmoz duracaktır. Bu sırada, her iki taraftaki sıvı seviyeleri arasındaki yükseklik farkının oluşturduğu basınç ozmotik basınçtır. Genel olarak, tuz konsantrasyonu ne kadar yüksekse, ozmotik basınç da o kadar yüksek olur.
Tuzlu su çözeltilerindeki mikroorganizmaların durumu ozmotik basınç deneyine benzer. Mikroorganizmaların birim yapısı hücrelerdir ve hücre duvarı yarı geçirgen bir zara eşdeğerdir. Klorür iyonu konsantrasyonu 2000 mg/L veya daha az 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. Ancak, sulu çözeltideki klorür iyonu konsantrasyonu 5000 mg/L'nin üzerine çıktığında, ozmotik basınç yaklaşık 10-30 atmosfere yükselecektir. Bu kadar yüksek bir ozmotik basınç altında, mikroorganizmadaki büyük miktarda su molekülü ekstrakorporeal çözeltiye nüfuz ederek hücre dehidrasyonuna ve plazmolizine neden olacak ve ciddi durumlarda mikroorganizma ölecektir. Günlük yaşamda insanlar, sebze ve balık turşusu yapmak, yiyecekleri sterilize etmek ve korumak için tuz (sodyum klorür) kullanırlar ki bu da bu prensibin uygulamasıdır.
Mühendislik deneyim verileri, atıksu içindeki klorür iyon konsantrasyonunun 2000 mg/L’den fazla olması durumunda mikroorganizmaların aktivitesinin baskılanacağını ve KOİ giderim oranının önemli ölçüde düşeceğini; atıksu içindeki klorür iyon konsantrasyonunun 8000 mg/L’den fazla olması durumunda ise çamur hacminin genleşeceğini, su yüzeyinde çok miktarda köpük oluşacağını ve mikroorganizmaların teker teker öleceğini göstermektedir.
Ancak, uzun süreli evcilleştirmeden sonra, mikroorganizmalar yavaş yavaş yüksek konsantrasyonlu tuzlu suda büyümeye ve üremeye adapte olacaktır. Günümüzde, bazı insanlar 10.000 mg/L'nin üzerindeki klorür iyonu veya sülfat konsantrasyonlarına adapte olabilen evcilleştirilmiş mikroorganizmalara sahiptir. Bununla birlikte, ozmotik basınç prensibi bize, yüksek konsantrasyonlu tuzlu suda büyümeye ve üremeye adapte olmuş mikroorganizmaların hücre sıvısındaki tuz konsantrasyonunun çok yüksek olduğunu söyler. Atık sudaki tuz konsantrasyonu düşük veya çok düşük olduğunda, atık sudaki çok sayıda su molekülü mikroorganizmalara nüfuz ederek mikrobiyal hücrelerin şişmesine ve ciddi durumlarda parçalanıp ölmesine neden olur. Bu nedenle, uzun süreli evcilleştirmeden sonra yüksek konsantrasyonlu tuzlu suda büyümeye ve üremeye yavaş yavaş adapte olabilen mikroorganizmalar, biyokimyasal giriş suyundaki tuz konsantrasyonunun her zaman oldukça yüksek bir seviyede tutulmasını ve dalgalanmamasını gerektirir, aksi takdirde mikroorganizmalar çok sayıda ölecektir.
Gönderi zamanı: 28 Şubat 2025