污水處理高鹽濃度對(duì)微生物的沖擊：揭秘背后的原理
2023.09.07
想象一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)：有一個(gè)容器，用一塊只允許水分子通過(guò)的特殊薄膜分隔成兩部分。一側(cè)填滿低鹽濃度的水，另一側(cè)是高鹽濃度的水。不久，你會(huì)發(fā)現(xiàn)低濃度的水被吸引到高濃度那邊，盡管高濃度的水也會(huì)移動(dòng)，但遠(yuǎn)不如低濃度的快。結(jié)果是，高濃度那邊的水位開(kāi)始上升，直到產(chǎn)生的壓力阻止了進(jìn)一步的流動(dòng)。這種壓力叫做滲透壓，而鹽濃度越大，滲透壓就越高。
現(xiàn)在，想象微生物細(xì)胞如何在高鹽環(huán)境下生存。細(xì)胞壁像上述的特殊薄膜，也會(huì)產(chǎn)生滲透壓。當(dāng)鹽濃度低于2000mg/L時(shí)，細(xì)胞可以穩(wěn)定運(yùn)作，細(xì)胞壁能夠處理的壓力范圍在0.5-1.0大氣壓之間，甚至可以承受到5-6大氣壓。但如果鹽濃度飆升到5000mg/L或更高，滲透壓也急劇上升，微生物細(xì)胞中的水開(kāi)始流出，使細(xì)胞脫水并可能導(dǎo)致死亡。這就是為什么我們通過(guò)加鹽來(lái)腌制食品，從而避免食品的腐壞。
實(shí)際上，當(dāng)鹽濃度超過(guò)2000mg/L，微生物的功能就開(kāi)始受損。如果濃度超過(guò)8000mg/L，污泥可能會(huì)膨脹，水面上會(huì)產(chǎn)生泡沫，微生物將大量死亡。
有趣的是，長(zhǎng)時(shí)間的暴露和適應(yīng)可以使一些微生物對(duì)高鹽濃度環(huán)境產(chǎn)生適應(yīng)性，一些已經(jīng)能在10000mg/L的氯離子或硫酸根濃度中生存。但這種適應(yīng)性是有代價(jià)的：當(dāng)這些適應(yīng)了高鹽環(huán)境的微生物遇到低鹽濃度的水時(shí)，大量的水會(huì)進(jìn)入細(xì)胞，可能導(dǎo)致細(xì)胞膨脹并破裂。這意味著，那些經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間馴化的微生物需要在穩(wěn)定的高鹽環(huán)境中，不能忽然變?yōu)榈望}環(huán)境，否則他們將無(wú)法生存。
