అధిక గాఢత గల ఉప్పునీటి మురుగునీరు సూక్ష్మజీవులపై ఎందుకు ప్రత్యేకంగా పెద్ద ప్రభావాన్ని చూపుతుంది?

మనం ముందుగా ఒక ద్రవాభిసరణ పీడన ప్రయోగాన్ని వివరిద్దాం: వేర్వేరు గాఢతలు గల రెండు ఉప్పు ద్రావణాలను వేరు చేయడానికి ఒక అర్ధపారగమ్య పొరను ఉపయోగించండి. తక్కువ గాఢత గల ఉప్పు ద్రావణంలోని నీటి అణువులు అర్ధపారగమ్య పొర గుండా అధిక గాఢత గల ఉప్పు ద్రావణంలోకి ప్రవేశిస్తాయి, మరియు అధిక గాఢత గల ఉప్పు ద్రావణంలోని నీటి అణువులు కూడా అర్ధపారగమ్య పొర గుండా తక్కువ గాఢత గల ఉప్పు ద్రావణంలోకి ప్రవేశిస్తాయి, కానీ వాటి సంఖ్య తక్కువగా ఉండటం వల్ల, అధిక గాఢత గల ఉప్పు ద్రావణం వైపు ద్రవ మట్టం పెరుగుతుంది. రెండు వైపులా ద్రవ మట్టాల ఎత్తులో ఉన్న వ్యత్యాసం, నీరు మళ్లీ ప్రవహించకుండా నిరోధించడానికి తగినంత పీడనాన్ని ఉత్పత్తి చేసినప్పుడు, ద్రవాభిసరణ ఆగిపోతుంది. ఈ సమయంలో, రెండు వైపులా ద్రవ మట్టాల ఎత్తులో ఉన్న వ్యత్యాసం వల్ల ఏర్పడిన పీడనాన్నే ద్రవాభిసరణ పీడనం అంటారు. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, ఉప్పు గాఢత ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, ద్రవాభిసరణ పీడనం అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది.

ఉప్పునీటి ద్రావణాలలో సూక్ష్మజీవుల పరిస్థితి ద్రవాభిసరణ పీడన ప్రయోగం మాదిరిగానే ఉంటుంది. సూక్ష్మజీవుల ప్రాథమిక నిర్మాణం కణాలు, మరియు కణ కవచం ఒక అర్ధపారగమ్య పొరతో సమానం. క్లోరైడ్ అయాన్ గాఢత 2000mg/L కంటే తక్కువగా లేదా సమానంగా ఉన్నప్పుడు, కణ కవచం తట్టుకోగల ద్రవాభిసరణ పీడనం 0.5-1.0 అట్మాస్ఫియర్లు ఉంటుంది. కణ కవచం మరియు కణద్రవ పొరకు కొంత దృఢత్వం మరియు స్థితిస్థాపకత ఉన్నప్పటికీ, కణ కవచం తట్టుకోగల ద్రవాభిసరణ పీడనం 5-6 అట్మాస్ఫియర్ల కంటే ఎక్కువగా ఉండదు. అయితే, జల ద్రావణంలో క్లోరైడ్ అయాన్ గాఢత 5000mg/L కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, ద్రవాభిసరణ పీడనం సుమారు 10-30 అట్మాస్ఫియర్లకు పెరుగుతుంది. ఇంత అధిక ద్రవాభిసరణ పీడనం కింద, సూక్ష్మజీవిలోని అధిక సంఖ్యలో నీటి అణువులు బాహ్య ద్రావణంలోకి చొచ్చుకుపోతాయి, దీనివల్ల కణ నిర్జలీకరణం మరియు ప్లాస్మోలైసిస్ సంభవిస్తాయి, మరియు తీవ్రమైన సందర్భాల్లో, సూక్ష్మజీవి చనిపోతుంది. రోజువారీ జీవితంలో, ప్రజలు కూరగాయలు మరియు చేపలను ఊరవేయడానికి, ఆహారాన్ని క్రిమిరహితం చేయడానికి మరియు నిల్వ చేయడానికి ఉప్పును (సోడియం క్లోరైడ్) ఉపయోగిస్తారు, ఇది ఈ సూత్రం యొక్క అనువర్తనమే.

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

అయితే, దీర్ఘకాలిక పెంపకం తర్వాత, సూక్ష్మజీవులు అధిక-సాంద్రత గల ఉప్పునీటిలో పెరగడానికి మరియు పునరుత్పత్తి చేయడానికి క్రమంగా అలవాటుపడతాయి. ప్రస్తుతం, కొందరు 10000mg/L కంటే ఎక్కువ క్లోరైడ్ అయాన్ లేదా సల్ఫేట్ సాంద్రతలకు అనుగుణంగా మారగల సూక్ష్మజీవులను పెంపకం చేశారు. అయితే, అధిక-సాంద్రత గల ఉప్పునీటిలో పెరగడానికి మరియు పునరుత్పత్తి చేయడానికి అలవాటుపడిన సూక్ష్మజీవుల కణ ద్రవంలో ఉప్పు సాంద్రత చాలా ఎక్కువగా ఉంటుందని ద్రవాభిసరణ పీడన సూత్రం మనకు చెబుతుంది. మురుగునీటిలో ఉప్పు సాంద్రత తక్కువగా లేదా చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, మురుగునీటిలోని పెద్ద సంఖ్యలో నీటి అణువులు సూక్ష్మజీవులలోకి చొచ్చుకుపోతాయి, దీనివల్ల సూక్ష్మజీవుల కణాలు ఉబ్బుతాయి, మరియు తీవ్రమైన సందర్భాల్లో, అవి పగిలి చనిపోతాయి. అందువల్ల, దీర్ఘకాలంగా పెంపకం చేయబడి, అధిక-సాంద్రత గల ఉప్పునీటిలో పెరగడానికి మరియు పునరుత్పత్తి చేయడానికి క్రమంగా అలవాటుపడగల సూక్ష్మజీవులకు, జీవరసాయన ప్రవాహంలో ఉప్పు సాంద్రత ఎల్లప్పుడూ చాలా అధిక స్థాయిలో ఉంచబడాలి మరియు హెచ్చుతగ్గులకు లోనుకాకూడదు, లేకపోతే సూక్ష్మజీవులు పెద్ద సంఖ్యలో చనిపోతాయి.