Kuvataan aluksi osmoottisen paineen koe: käytetään puoliläpäisevää kalvoa kahden eri konsentraation omaavan suolaliuoksen erottamiseen. Matalakonsentraatioisen suolaliuoksen vesimolekyylit kulkeutuvat puoliläpäisevän kalvon läpi korkeakonsentraatioiseen suolaliuokseen, ja korkeakonsentraatioisen suolaliuoksen vesimolekyylit kulkeutuvat myös puoliläpäisevän kalvon läpi matalakonsentraatioiseen suolaliuokseen, mutta lukumäärä on pienempi, joten nestepinta korkeakonsentraatioisen suolaliuoksen puolella nousee. Kun nestetasojen korkeusero molemmilla puolilla tuottaa riittävästi painetta estääkseen veden virtaamisen uudelleen, osmoosi pysähtyy. Tällöin nestetasojen korkeuseron synnyttämä paine molemmilla puolilla on osmoottinen paine. Yleisesti ottaen mitä suurempi suolapitoisuus, sitä suurempi osmoottinen paine.
Mikro-organismien tilanne suolavesiliuoksissa on samanlainen kuin osmoottisen paineen kokeessa. Mikro-organismien yksikkörakenne on solu, ja soluseinä vastaa puoliläpäisevää kalvoa. Kun kloridi-ionipitoisuus on pienempi tai yhtä suuri kuin 2000 mg/l, soluseinän kestämä osmoottinen paine on 0,5–1,0 ilmakehää. Vaikka soluseinällä ja sytoplasmakalvolla olisi tietty sitkeys ja elastisuus, soluseinän kestämä osmoottinen paine ei ole yli 5–6 ilmakehää. Kuitenkin, kun kloridi-ionipitoisuus vesiliuoksessa on yli 5000 mg/l, osmoottinen paine nousee noin 10–30 ilmakehään. Näin korkeassa osmoottisessa paineessa suuri määrä mikro-organismin vesimolekyylejä tunkeutuu kehonulkoiseen liuokseen, mikä aiheuttaa solujen kuivumista ja plasmolyysiä, ja vakavissa tapauksissa mikro-organismi kuolee. Arkielämässä ihmiset käyttävät suolaa (natriumkloridia) vihannesten ja kalan suolakurkkuun, ruoan sterilointiin ja säilömiseen, mikä on tämän periaatteen soveltamista.
Tekniikan kokemustiedot osoittavat, että kun jäteveden kloridi-ionipitoisuus on yli 2000 mg/l, mikro-organismien aktiivisuus estyy ja COD-poistonopeus laskee merkittävästi; kun jäteveden kloridi-ionipitoisuus on yli 8000 mg/l, se aiheuttaa lietteen tilavuuden laajenemisen, veden pinnalle ilmestyy suuri määrä vaahtoa ja mikro-organismit kuolevat yksi toisensa jälkeen.
Pitkäaikaisen kesyttämisen jälkeen mikro-organismit kuitenkin sopeutuvat vähitellen kasvamaan ja lisääntymään korkeassa suolavedessä. Tällä hetkellä jotkut ihmiset ovat kesyttäneet mikro-organismeja, jotka pystyvät sopeutumaan yli 10 000 mg/l kloridi-ioni- tai sulfaattipitoisuuksiin. Osmoottisen paineen periaate kuitenkin kertoo meille, että korkeassa suolavedessä kasvamaan ja lisääntymään sopeutuneiden mikro-organismien solunesteen suolapitoisuus on erittäin korkea. Kun jäteveden suolapitoisuus on alhainen tai erittäin alhainen, suuri määrä jäteveden vesimolekyylejä tunkeutuu mikro-organismeihin, mikä aiheuttaa mikrobisolujen turpoamista ja vakavissa tapauksissa repeämistä ja kuolemaa. Siksi pitkään kesytetyt mikro-organismit, jotka pystyvät vähitellen sopeutumaan kasvamaan ja lisääntymään korkeassa suolavedessä, edellyttävät, että biokemiallisen sisään tulevan veden suolapitoisuus pidetään aina melko korkealla tasolla eikä se voi vaihdella, muuten mikro-organismit kuolevat suurin määrin.
Julkaisuaika: 28. helmikuuta 2025