কেন উচ্চ ঘনত্বের লবণাক্ত বর্জ্য জল অণুজীবের উপর বিশেষভাবে বড় প্রভাব ফেলে?

প্রথমে আমরা একটি অভিস্রবণ চাপ পরীক্ষা বর্ণনা করি: একটি অর্ধভেদ্য ঝিল্লি ব্যবহার করে ভিন্ন ঘনত্বের দুটি লবণ দ্রবণকে আলাদা করা হয়। কম ঘনত্বের লবণ দ্রবণের জলের অণুগুলো অর্ধভেদ্য ঝিল্লি ভেদ করে বেশি ঘনত্বের লবণ দ্রবণে চলে যাবে এবং বেশি ঘনত্বের লবণ দ্রবণের জলের অণুগুলোও অর্ধভেদ্য ঝিল্লি ভেদ করে কম ঘনত্বের লবণ দ্রবণে চলে যাবে, কিন্তু তাদের সংখ্যা কম হবে, ফলে বেশি ঘনত্বের লবণ দ্রবণের দিকের তরলের স্তর উপরে উঠে আসবে। যখন উভয় দিকের তরল স্তরের উচ্চতার পার্থক্য এমন যথেষ্ট চাপ তৈরি করে যা জলের প্রবাহকে পুনরায় বাধা দেয়, তখন অভিস্রবণ থেমে যাবে। এই সময়ে, উভয় দিকের তরল স্তরের উচ্চতার পার্থক্যের কারণে সৃষ্ট চাপই হলো অভিস্রবণ চাপ। সাধারণভাবে, লবণের ঘনত্ব যত বেশি হয়, অভিস্রবণ চাপও তত বেশি হয়।

লবণাক্ত জলের দ্রবণে অণুজীবের অবস্থা অভিস্রবণ চাপ পরীক্ষার অনুরূপ। অণুজীবের একক কাঠামো হলো কোষ, এবং কোষ প্রাচীর একটি অর্ধভেদ্য ঝিল্লির সমতুল্য। যখন ক্লোরাইড আয়নের ঘনত্ব ২০০০ মিলিগ্রাম/লিটার-এর কম বা সমান হয়, তখন কোষ প্রাচীর যে অভিস্রবণ চাপ সহ্য করতে পারে তা হলো ০.৫-১.০ অ্যাটমোস্ফিয়ার। এমনকি যদি কোষ প্রাচীর এবং সাইটোপ্লাজমিক ঝিল্লির একটি নির্দিষ্ট দৃঢ়তা এবং স্থিতিস্থাপকতা থাকে, তবুও কোষ প্রাচীর যে অভিস্রবণ চাপ সহ্য করতে পারে তা ৫-৬ অ্যাটমোস্ফিয়ারের বেশি হবে না। তবে, যখন জলীয় দ্রবণে ক্লোরাইড আয়নের ঘনত্ব ৫০০০ মিলিগ্রাম/লিটার-এর উপরে থাকে, তখন অভিস্রবণ চাপ বেড়ে প্রায় ১০-৩০ অ্যাটমোস্ফিয়ার হয়ে যায়। এই ধরনের উচ্চ অভিস্রবণ চাপের অধীনে, অণুজীবের মধ্যে থাকা প্রচুর পরিমাণে জলের অণু দেহের বাইরের দ্রবণে প্রবেশ করে, যার ফলে কোষের পানিশূন্যতা এবং প্লাজমোলাইসিস ঘটে এবং গুরুতর ক্ষেত্রে অণুজীবটি মারা যায়। দৈনন্দিন জীবনে মানুষ শাকসবজি ও মাছের আচার তৈরি করতে, খাদ্য জীবাণুমুক্ত করতে এবং সংরক্ষণ করতে লবণ (সোডিয়াম ক্লোরাইড) ব্যবহার করে, যা এই নীতিরই একটি প্রয়োগ।

প্রকৌশলগত অভিজ্ঞতালব্ধ তথ্য থেকে দেখা যায় যে, বর্জ্যজলে ক্লোরাইড আয়নের ঘনত্ব ২০০০ মিলিগ্রাম/লিটার-এর বেশি হলে অণুজীবের কার্যকলাপ ব্যাহত হয় এবং সিওডি (COD) অপসারণের হার উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়; আবার বর্জ্যজলে ক্লোরাইড আয়নের ঘনত্ব ৮০০০ মিলিগ্রাম/লিটার-এর বেশি হলে স্লাজের আয়তন বৃদ্ধি পায়, জলের উপরিভাগে প্রচুর পরিমাণে ফেনা দেখা দেয় এবং অণুজীবগুলো একে একে মারা যেতে থাকে।

তবে, দীর্ঘমেয়াদী গৃহপালনের পর, অণুজীবগুলি ধীরে ধীরে উচ্চ-ঘনত্বের লবণাক্ত জলে বৃদ্ধি ও প্রজননের জন্য নিজেদেরকে মানিয়ে নেয়। বর্তমানে, কিছু মানুষ এমন অণুজীবকে গৃহপালিত করেছেন যারা ১০,০০০ মিলিগ্রাম/লিটারের বেশি ক্লোরাইড আয়ন বা সালফেটের ঘনত্বের সাথে নিজেদের মানিয়ে নিতে পারে। তবে, অভিস্রবণ চাপের নীতি আমাদের বলে যে, উচ্চ-ঘনত্বের লবণাক্ত জলে বৃদ্ধি ও প্রজননের জন্য অভিযোজিত অণুজীবের কোষরসের লবণের ঘনত্ব খুব বেশি থাকে। যখন বর্জ্য জলে লবণের ঘনত্ব কম বা খুব কম হয়, তখন বর্জ্য জলের মধ্যে থাকা প্রচুর পরিমাণে জলের অণু অণুজীবের মধ্যে প্রবেশ করে, যার ফলে অণুজীবের কোষগুলি ফুলে ওঠে এবং গুরুতর ক্ষেত্রে ফেটে গিয়ে মারা যায়। অতএব, যে অণুজীবগুলি দীর্ঘদিন ধরে গৃহপালিত এবং উচ্চ-ঘনত্বের লবণাক্ত জলে বৃদ্ধি ও প্রজননের জন্য ধীরে ধীরে নিজেদেরকে মানিয়ে নিতে পারে, তাদের জন্য প্রয়োজন যে জৈব-রাসায়নিক প্রবাহে লবণের ঘনত্ব সর্বদা একটি মোটামুটি উচ্চ স্তরে রাখা হোক এবং তা যেন ওঠানামা না করে, অন্যথায় অণুজীবগুলি বিপুল সংখ্যায় মারা যাবে।