అధిక సాంద్రత కలిగిన ఉప్పునీటి వ్యర్థ జలాలు సూక్ష్మజీవులపై ఎందుకు పెద్ద ప్రభావాన్ని చూపుతాయి?

ముందుగా ఒక ఆస్మాటిక్ పీడన ప్రయోగాన్ని వివరిస్తాము: వేర్వేరు సాంద్రతలు కలిగిన రెండు ఉప్పు ద్రావణాలను వేరు చేయడానికి సెమీ-పారగమ్య పొరను ఉపయోగించండి. తక్కువ సాంద్రత కలిగిన ఉప్పు ద్రావణంలోని నీటి అణువులు సెమీ-పారగమ్య పొర ద్వారా అధిక సాంద్రత కలిగిన ఉప్పు ద్రావణంలోకి వెళతాయి మరియు అధిక సాంద్రత కలిగిన ఉప్పు ద్రావణంలోని నీటి అణువులు కూడా సెమీ-పారగమ్య పొర ద్వారా తక్కువ సాంద్రత కలిగిన ఉప్పు ద్రావణంలోకి వెళతాయి, కానీ సంఖ్య తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి అధిక సాంద్రత కలిగిన ఉప్పు ద్రావణం వైపు ద్రవ స్థాయి పెరుగుతుంది. రెండు వైపులా ఉన్న ద్రవ స్థాయిల ఎత్తు వ్యత్యాసం నీరు మళ్ళీ ప్రవహించకుండా నిరోధించడానికి తగినంత ఒత్తిడిని ఉత్పత్తి చేసినప్పుడు, ఆస్మాసిస్ ఆగిపోతుంది. ఈ సమయంలో, రెండు వైపులా ఉన్న ద్రవ స్థాయిల ఎత్తు వ్యత్యాసం ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే పీడనం ఆస్మాటిక్ పీడనం. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, ఉప్పు సాంద్రత ఎక్కువగా ఉంటే, ఆస్మాటిక్ పీడనం ఎక్కువగా ఉంటుంది.

ఉప్పు నీటి ద్రావణాలలో సూక్ష్మజీవుల పరిస్థితి ఆస్మాటిక్ పీడన ప్రయోగానికి సమానంగా ఉంటుంది. సూక్ష్మజీవుల యూనిట్ నిర్మాణం కణాలు, మరియు కణ గోడ సెమీ-పారగమ్య పొరకు సమానం. క్లోరైడ్ అయాన్ సాంద్రత 2000mg/L కంటే తక్కువగా లేదా సమానంగా ఉన్నప్పుడు, కణ గోడ తట్టుకోగల ఆస్మాటిక్ పీడనం 0.5-1.0 వాతావరణం. కణ గోడ మరియు సైటోప్లాస్మిక్ పొర ఒక నిర్దిష్ట దృఢత్వం మరియు స్థితిస్థాపకతను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, కణ గోడ తట్టుకోగల ఆస్మాటిక్ పీడనం 5-6 వాతావరణాల కంటే ఎక్కువగా ఉండదు. అయితే, సజల ద్రావణంలో క్లోరైడ్ అయాన్ సాంద్రత 5000mg/L కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ఆస్మాటిక్ పీడనం దాదాపు 10-30 వాతావరణాలకు పెరుగుతుంది. ఇంత అధిక ఆస్మాటిక్ పీడనం కింద, సూక్ష్మజీవులలోని పెద్ద మొత్తంలో నీటి అణువులు ఎక్స్‌ట్రాకార్పోరియల్ ద్రావణంలోకి చొచ్చుకుపోతాయి, దీనివల్ల కణ నిర్జలీకరణం మరియు ప్లాస్మోలిసిస్ ఏర్పడతాయి మరియు తీవ్రమైన సందర్భాల్లో, సూక్ష్మజీవి చనిపోతుంది. రోజువారీ జీవితంలో, ప్రజలు కూరగాయలు మరియు చేపలను ఊరగాయ చేయడానికి, క్రిమిరహితం చేయడానికి మరియు ఆహారాన్ని నిల్వ చేయడానికి ఉప్పు (సోడియం క్లోరైడ్)ను ఉపయోగిస్తారు, ఇది ఈ సూత్రం యొక్క అనువర్తనం.

ఇంజనీరింగ్ అనుభవ డేటా ప్రకారం, మురుగునీటిలో క్లోరైడ్ అయాన్ సాంద్రత 2000mg/L కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, సూక్ష్మజీవుల కార్యకలాపాలు నిరోధించబడతాయి మరియు COD తొలగింపు రేటు గణనీయంగా తగ్గుతుంది; మురుగునీటిలో క్లోరైడ్ అయాన్ సాంద్రత 8000mg/L కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అది బురద పరిమాణం విస్తరించడానికి కారణమవుతుంది, నీటి ఉపరితలంపై పెద్ద మొత్తంలో నురుగు కనిపిస్తుంది మరియు సూక్ష్మజీవులు ఒకదాని తర్వాత ఒకటి చనిపోతాయి.

అయితే, దీర్ఘకాలిక పెంపకం తర్వాత, సూక్ష్మజీవులు క్రమంగా అధిక సాంద్రత కలిగిన ఉప్పు నీటిలో పెరుగుదల మరియు పునరుత్పత్తికి అనుగుణంగా ఉంటాయి. ప్రస్తుతం, కొంతమందికి 10000mg/L కంటే ఎక్కువ క్లోరైడ్ అయాన్ లేదా సల్ఫేట్ సాంద్రతలకు అనుగుణంగా ఉండే పెంపుడు సూక్ష్మజీవులు ఉన్నాయి. అయితే, అధిక సాంద్రత కలిగిన ఉప్పు నీటిలో పెరుగుదల మరియు పునరుత్పత్తికి అనుగుణంగా ఉన్న సూక్ష్మజీవుల కణ ద్రవం యొక్క ఉప్పు సాంద్రత చాలా ఎక్కువగా ఉంటుందని ఆస్మాటిక్ పీడనం సూత్రం మనకు చెబుతుంది. మురుగునీటిలో ఉప్పు సాంద్రత తక్కువగా లేదా చాలా తక్కువగా ఉన్న తర్వాత, మురుగునీటిలోని పెద్ద సంఖ్యలో నీటి అణువులు సూక్ష్మజీవులలోకి చొచ్చుకుపోతాయి, దీనివల్ల సూక్ష్మజీవుల కణాలు ఉబ్బుతాయి మరియు తీవ్రమైన సందర్భాల్లో, చీలిపోయి చనిపోతాయి. అందువల్ల, చాలా కాలంగా పెంపకం చేయబడిన మరియు క్రమంగా అధిక సాంద్రత కలిగిన ఉప్పు నీటిలో పెరుగుదల మరియు పునరుత్పత్తికి అనుగుణంగా ఉండే సూక్ష్మజీవులకు జీవరసాయన ప్రభావశీలతలో ఉప్పు సాంద్రత ఎల్లప్పుడూ చాలా ఎక్కువ స్థాయిలో ఉంచబడాలి మరియు హెచ్చుతగ్గులకు గురికాకూడదు, లేకుంటే సూక్ష్మజీవులు పెద్ద సంఖ్యలో చనిపోతాయి.