किन उच्च सांद्रता भएको नुनिलो फोहोर पानीले सूक्ष्मजीवहरूमा विशेष गरी ठूलो प्रभाव पार्छ?

पहिले हामी एउटा ओस्मोटिक प्रेसर प्रयोगको वर्णन गरौं: फरक सांद्रता भएका दुई नुन घोलहरूलाई छुट्याउन अर्ध-पारगम्य झिल्ली प्रयोग गर्नुहोस्। कम सांद्रता भएको नुन घोलका पानीका अणुहरू अर्ध-पारगम्य झिल्लीबाट उच्च-सांद्रता भएको नुन घोलमा जानेछन्, र उच्च-सांद्रता भएको नुन घोलका पानीका अणुहरू पनि अर्ध-पारगम्य झिल्लीबाट कम-सांद्रता भएको नुन घोलमा जानेछन्, तर संख्या सानो छ, त्यसैले उच्च-सांद्रता भएको नुन घोल पक्षमा तरल स्तर बढ्नेछ। जब दुबै छेउमा तरल स्तरको उचाइ भिन्नताले पानीलाई फेरि बग्नबाट रोक्न पर्याप्त दबाब उत्पादन गर्दछ, ओस्मोसिस बन्द हुनेछ। यस समयमा, दुबै छेउमा तरल स्तरको उचाइ भिन्नताबाट उत्पन्न हुने दबाबलाई ओस्मोटिक दबाव भनिन्छ। सामान्यतया, नुनको सांद्रता जति बढी हुन्छ, ओस्मोटिक दबाव त्यति नै बढी हुन्छ।

नुनिलो पानीको घोलमा सूक्ष्मजीवहरूको अवस्था ओस्मोटिक प्रेसर प्रयोग जस्तै हुन्छ। सूक्ष्मजीवहरूको एकाइ संरचना कोषहरू हुन्, र कोष पर्खाल अर्ध-पारगम्य झिल्ली बराबर हुन्छ। जब क्लोराइड आयन सांद्रता २००० मिलीग्राम/लिटर भन्दा कम वा बराबर हुन्छ, कोष पर्खालले सहन सक्ने ओस्मोटिक प्रेसर ०.५-१.० वायुमण्डल हुन्छ। कोष पर्खाल र साइटोप्लाज्मिक झिल्लीमा निश्चित कठोरता र लोच भए पनि, कोष पर्खालले सहन सक्ने ओस्मोटिक प्रेसर ५-६ वायुमण्डल भन्दा बढी हुँदैन। यद्यपि, जब जलीय घोलमा क्लोराइड आयन सांद्रता ५००० मिलीग्राम/लिटर भन्दा माथि हुन्छ, ओस्मोटिक प्रेसर लगभग १०-३० वायुमण्डलमा बढ्नेछ। यति उच्च ओस्मोटिक प्रेसरमा, सूक्ष्मजीवमा रहेको पानीका अणुहरूको ठूलो मात्रा एक्स्ट्राकोर्पोरियल घोलमा प्रवेश गर्नेछ, जसले गर्दा कोष निर्जलीकरण र प्लाज्मोलिसिस हुनेछ, र गम्भीर अवस्थामा, सूक्ष्मजीव मर्नेछ। दैनिक जीवनमा, मानिसहरूले तरकारी र माछाको अचार बनाउन, खानालाई जीवाणुमुक्त बनाउन र संरक्षण गर्न नुन (सोडियम क्लोराइड) प्रयोग गर्छन्, जुन यही सिद्धान्तको प्रयोग हो।

इन्जिनियरिङ अनुभवको तथ्याङ्कले देखाउँछ कि जब फोहोर पानीमा क्लोराइड आयनको सांद्रता २००० मिलीग्राम/लिटरभन्दा बढी हुन्छ, सूक्ष्मजीवहरूको गतिविधि रोकिनेछ र COD हटाउने दर उल्लेखनीय रूपमा घट्नेछ; जब फोहोर पानीमा क्लोराइड आयनको सांद्रता ८००० मिलीग्राम/लिटरभन्दा बढी हुन्छ, यसले फोहोरको मात्रा विस्तार गर्नेछ, पानीको सतहमा ठूलो मात्रामा फोम देखा पर्नेछ, र सूक्ष्मजीवहरू एकपछि अर्को मर्नेछन्।

यद्यपि, लामो समयसम्म घरपालन पछि, सूक्ष्मजीवहरू उच्च-सांद्रता भएको नुनिलो पानीमा बढ्न र प्रजनन गर्न बिस्तारै अनुकूल हुनेछन्। हाल, केही मानिसहरूसँग घरपालुवा सूक्ष्मजीवहरू छन् जुन १०००० मिलीग्राम/लिटर भन्दा माथि क्लोराइड आयन वा सल्फेट सांद्रतामा अनुकूलन गर्न सक्छन्। यद्यपि, ओस्मोटिक दबाबको सिद्धान्तले हामीलाई बताउँछ कि उच्च-सांद्रता भएको नुनिलो पानीमा बढ्न र प्रजनन गर्न अनुकूलन भएका सूक्ष्मजीवहरूको कोष तरल पदार्थको नुन सांद्रता धेरै उच्च छ। एक पटक फोहोर पानीमा नुनको सांद्रता कम वा धेरै कम भएपछि, फोहोर पानीमा पानीका अणुहरूको ठूलो संख्या सूक्ष्मजीवहरूमा प्रवेश गर्नेछ, जसले गर्दा सूक्ष्मजीव कोषहरू फुल्नेछन्, र गम्भीर अवस्थामा, फुट्नेछन् र मर्नेछन्। त्यसकारण, लामो समयदेखि घरपालुवा गरिएका र उच्च-सांद्रता भएको नुनिलो पानीमा बिस्तारै बढ्न र प्रजनन गर्न अनुकूलन गर्न सक्ने सूक्ष्मजीवहरूलाई जैव रासायनिक प्रभावमा नुनको सांद्रता सधैं उच्च स्तरमा राख्नु आवश्यक छ, र उतारचढाव हुन सक्दैन, अन्यथा सूक्ष्मजीवहरू ठूलो संख्यामा मर्नेछन्।