污水處理高鹽濃度對微生物的沖擊：揭秘背后的原理
2023.09.07
想象一個簡單的實驗：有一個容器，用一塊只允許水分子通過的特殊薄膜分隔成兩部分。一側填滿低鹽濃度的水，另一側是高鹽濃度的水。不久，你會發現低濃度的水被吸引到高濃度那邊，盡管高濃度的水也會移動，但遠不如低濃度的快。結果是，高濃度那邊的水位開始上升，直到產生的壓力阻止了進一步的流動。這種壓力叫做滲透壓，而鹽濃度越大，滲透壓就越高。
現在，想象微生物細胞如何在高鹽環境下生存。細胞壁像上述的特殊薄膜，也會產生滲透壓。當鹽濃度低于2000mg/L時，細胞可以穩定運作，細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，微生物細胞中的水開始流出，使細胞脫水并可能導致死亡。這就是為什么我們通過加鹽來腌制食品，從而避免食品的腐壞。
實際上，當鹽濃度超過2000mg/L，微生物的功能就開始受損。如果濃度超過8000mg/L，污泥可能會膨脹，水面上會產生泡沫，微生物將大量死亡。
有趣的是，長時間的暴露和適應可以使一些微生物對高鹽濃度環境產生適應性，一些已經能在10000mg/L的氯離子或硫酸根濃度中生存。但這種適應性是有代價的：當這些適應了高鹽環境的微生物遇到低鹽濃度的水時，大量的水會進入細胞，可能導致細胞膨脹并破裂。這意味著，那些經過長時間馴化的微生物需要在穩定的高鹽環境中，不能忽然變為低鹽環境，否則他們將無法生存。
