污水处理高盐浓度对微生物的冲击：揭秘背后的原理
2023.09.07
想象一个简单的实验：有一个容器，用一块只允许水分子通过的特殊薄膜分隔成两部分。一侧填满低盐浓度的水，另一侧是高盐浓度的水。不久，你会发现低浓度的水被吸引到高浓度那边，尽管高浓度的水也会移动，但远不如低浓度的快。结果是，高浓度那边的水位开始上升，直到产生的压力阻止了进一步的流动。这种压力叫做渗透压，而盐浓度越大，渗透压就越高。
现在，想象微生物细胞如何在高盐环境下生存。细胞壁像上述的特殊薄膜，也会产生渗透压。当盐浓度低于2000mg/L时，细胞可以稳定运作，细胞壁能够处理的压力范围在0.5-1.0大气压之间，甚至可以承受到5-6大气压。但如果盐浓度飙升到5000mg/L或更高，渗透压也急剧上升，微生物细胞中的水开始流出，使细胞脱水并可能导致死亡。这就是为什么我们通过加盐来腌制食品，从而避免食品的腐坏。
实际上，当盐浓度超过2000mg/L，微生物的功能就开始受损。如果浓度超过8000mg/L，污泥可能会膨胀，水面上会产生泡沫，微生物将大量死亡。
有趣的是，长时间的暴露和适应可以使一些微生物对高盐浓度环境产生适应性，一些已经能在10000mg/L的氯离子或硫酸根浓度中生存。但这种适应性是有代价的：当这些适应了高盐环境的微生物遇到低盐浓度的水时，大量的水会进入细胞，可能导致细胞膨胀并破裂。这意味着，那些经过长时间驯化的微生物需要在稳定的高盐环境中，不能忽然变为低盐环境，否则他们将无法生存。
