Ինչու են բարձր խտության աղի կեղտաջրերը հատկապես մեծ ազդեցություն ունենում միկրոօրգանիզմների վրա:

Եկեք նախ նկարագրենք օսմոտիկ ճնշման փորձը. օգտագործեք կիսաթափանցիկ թաղանթ տարբեր կոնցենտրացիաների երկու աղի լուծույթներ առանձնացնելու համար: Ցածր խտության աղի լուծույթի ջրի մոլեկուլները կիսաթափանցիկ թաղանթով կանցնեն բարձր խտության աղի լուծույթի մեջ, իսկ բարձր խտությամբ աղի լուծույթի ջրի մոլեկուլները նույնպես կիսաթափանցելի թաղանթով կանցնեն ցածր խտության աղի լուծույթ, բայց դրանց թիվն ավելի փոքր է, ուստի հեղուկի կոնցենտրացիայի մակարդակը կբարձրանա բարձր լուծույթի վրա: Երբ երկու կողմերից հեղուկի մակարդակների բարձրության տարբերությունը բավականաչափ ճնշում է առաջացնում, որպեսզի ջուրը նորից չհոսի, օսմոզը կդադարի: Այս պահին երկու կողմերում հեղուկի մակարդակների բարձրության տարբերությամբ առաջացած ճնշումը օսմոտիկ ճնշում է: Ընդհանուր առմամբ, որքան բարձր է աղի կոնցենտրացիան, այնքան մեծ է օսմոտիկ ճնշումը:

Աղի ջրի լուծույթներում միկրոօրգանիզմների վիճակը նման է օսմոտիկ ճնշման փորձին։ Միկրոօրգանիզմների միավորի կառուցվածքը բջիջներն են, իսկ բջջային պատը համարժեք է կիսաթափանցիկ թաղանթին։ Երբ քլորիդի իոնի կոնցենտրացիան 2000 մգ/լ-ից փոքր է կամ հավասար է, օսմոտիկ ճնշումը, որին կարող է դիմակայել բջջային պատը, կազմում է 0,5-1,0 մթնոլորտ: Նույնիսկ եթե բջջային պատը և ցիտոպլազմիկ թաղանթը ունենան որոշակի ամրություն և առաձգականություն, օսմոտիկ ճնշումը, որին կարող է դիմակայել բջջային պատը, չի լինի 5-6 մթնոլորտից ավելի: Այնուամենայնիվ, երբ քլորիդի իոնների կոնցենտրացիան ջրային լուծույթում 5000 մգ/լ-ից բարձր է, օսմոտիկ ճնշումը կբարձրանա մինչև մոտ 10-30 մթնոլորտ: Նման բարձր օսմոտիկ ճնշման դեպքում միկրոօրգանիզմի ջրի մեծ մոլեկուլները կներթափանցեն արտամարմնային լուծույթ՝ առաջացնելով բջիջների ջրազրկում և պլազմոլիզ, իսկ ծանր դեպքերում միկրոօրգանիզմը կմահանա։ Առօրյա կյանքում մարդիկ աղ (նատրիումի քլորիդ) օգտագործում են բանջարեղենն ու ձուկը թթու թթու դնելու, սնունդը մանրէազերծելու և պահպանելու համար, ինչը հենց այս սկզբունքի կիրառումն է։

Ինժեներական փորձի տվյալները ցույց են տալիս, որ երբ կեղտաջրերում քլորիդի իոնների կոնցենտրացիան 2000 մգ/լ-ից ավելի է, միկրոօրգանիզմների ակտիվությունը կկանխվի, և COD-ի հեռացման արագությունը զգալիորեն կնվազի. երբ կեղտաջրերում քլորիդի իոնի կոնցենտրացիան 8000 մգ/լ-ից մեծ է, դա կհանգեցնի տիղմի ծավալի ընդլայնմանը, ջրի մակերեսին մեծ քանակությամբ փրփուր կհայտնվի, և միկրոօրգանիզմները կմահանան մեկը մյուսի հետևից:

Այնուամենայնիվ, երկարատև ընտելացումից հետո միկրոօրգանիզմները աստիճանաբար կհարմարվեն բարձր խտության աղաջրերում աճելու և վերարտադրվելու համար: Ներկայումս որոշ մարդիկ ունեն ընտելացված միկրոօրգանիզմներ, որոնք կարող են հարմարվել 10000 մգ/լ-ից բարձր քլորիդ իոնների կամ սուլֆատի կոնցենտրացիաներին: Այնուամենայնիվ, օսմոտիկ ճնշման սկզբունքը մեզ հուշում է, որ միկրոօրգանիզմների բջջային հեղուկի աղի կոնցենտրացիան, որոնք հարմարվել են մեծ խտության աղաջրում աճելուն և վերարտադրվելուն, շատ բարձր է: Երբ կեղտաջրերում աղի կոնցենտրացիան ցածր կամ շատ ցածր է, կեղտաջրերում մեծ թվով ջրի մոլեկուլներ կներթափանցեն միկրոօրգանիզմների մեջ՝ հանգեցնելով մանրէաբանական բջիջների ուռչմանը, իսկ ծանր դեպքերում՝ պատռվելու և մահանալու: Հետևաբար, միկրոօրգանիզմները, որոնք երկար ժամանակ ընտելացված են և աստիճանաբար կարող են հարմարվել բարձր խտության աղաջրերում աճելուն և վերարտադրմանը, պահանջում են, որ կենսաքիմիական ներթափանցման մեջ աղի կոնցենտրացիան միշտ պահպանվի բավականին բարձր մակարդակի վրա և չի կարող տատանվել, հակառակ դեպքում միկրոօրգանիզմները մեծ քանակությամբ կմահանան: