Ehi, quando i fanghi nel cilindro graduato fluttuano improvvisamente verso l'alto nel loro insieme, non è una cosa insolita, soprattutto in laboratorio o durante esperimenti su piccola scala, può accadere all'improvviso. Hai detto questi buoni fanghi, che originariamente erano abbastanza tranquilli e si depositavano sul fondo, perché sono improvvisamente fluttuati come una rivolta collettiva? Ci sono un bel po' di trucchi qui, analizziamoli e chiacchieriamo oggi. Forse la situazione che hai incontrato è proprio qui.
Innanzitutto, dobbiamo riflettere se c'è un problema con la "costituzione" dei fanghi stessi. Pensaci, ci sono molti microrganismi che vivono nei fanghi, e questi piccoli mangiano, bevono, defecano e si disperdono tutti all'interno. Se il loro ambiente di vita cambia, anche i loro modelli di comportamento cambieranno sicuramente. Prendiamo l'ossigeno disciolto come esempio. Se l'acqua nel cilindro graduato è gravemente carente di ossigeno, quei batteri anaerobici saranno estatici. Quando decompongono la materia organica, produrranno molti gas, come metano e solfuro di idrogeno. Piccole bolle si attaccano alle particelle di fango, come mettere un piccolo palloncino nel fango, sollevandolo lentamente. Questa situazione è abbastanza comune, soprattutto quando i fanghi vengono lasciati a lungo, l'ossigeno all'interno viene consumato ed è facile causare galleggiamento generale, a volte con un odore di uova marce, che è per lo più dovuto alla produzione di gas anaerobici.
Parliamo del problema dell'invecchiamento dei fanghi. Pensaci, se i fanghi rimangono nel cilindro graduato per troppo tempo e i nutrienti non riescono a tenere il passo, i microrganismi si "mangeranno" a vicenda quando avranno fame, e le particelle di fango rimanenti saranno leggere e rotte, con una diminuzione della densità, rendendole naturalmente facili da galleggiare. Questo tipo di fanghi invecchiati che galleggiano potrebbero non sembrare così "vigorosi", si limitano a salire lentamente e lo strato di fango appare anche sciolto e allentato, a differenza dei fanghi freschi che sono così compatti. A volte può anche essere accompagnato da torbidità nel surnatante, poiché piccole particelle di fango fluttuano nell'acqua, il che è anche un segnale chiaro.
Un'altra possibilità è che qualcosa di inappropriato, come l'olio, sia stato mescolato nei fanghi. Se c'è molto olio nel campione d'acqua, i fanghi nel cilindro graduato vengono facilmente avvolti dall'olio, formando uno strato di film oleoso. L'olio stesso ha una bassa densità e galleggia con i fanghi, creando una scena simile a uno strato di fango oleoso che galleggia sulla superficie dell'acqua. Questo tipo di fanghi galleggianti è spesso appiccicoso e può essere facilmente estratto con una bacchetta di vetro. Potrebbe anche avere un odore oleoso, che lo rende facile da identificare. Non solo l'olio, ma anche altre impurità a bassa densità, come composti organici leggeri in alcuni rifiuti chimici, mescolati con i fanghi possono causare una diminuzione della densità complessiva e provocare il galleggiamento.
Oltre ai problemi con i fanghi stessi, anche i cambiamenti nella temperatura dell'acqua possono causare disturbi. Pensaci, non appena la temperatura dell'acqua cambia, cambia anche la sua densità. Se il cilindro graduato subisce improvvisamente un aumento di temperatura, come essere posto vicino a un riscaldatore o esposto alla luce solare, l'acqua all'interno si espanderà a causa del calore, causando una diminuzione della sua densità. Allo stesso tempo, la convezione dell'acqua attorno alle particelle di fango si intensificherà, il che potrebbe spingere i fanghi verso l'alto. Tuttavia, questo tipo di sollevamento causato dai cambiamenti nella temperatura dell'acqua di solito non è molto duraturo. Dopo che la temperatura si stabilizza, i fanghi potrebbero affondare di nuovo, il che può essere considerato una "situazione temporanea".
Inoltre, è necessario considerare se la denitrificazione si è verificata nei fanghi. I batteri denitrificanti convertiranno il nitrato in gas azoto quando c'è una mancanza di ossigeno, e queste bolle di gas azoto aderiranno anche ai fanghi e galleggeranno con essi. Questa situazione è simile alla produzione di gas anaerobici, ma la denitrificazione richiede la presenza di nitrato. Pertanto, se c'è stato un precedente processo di nitrificazione nel campione d'acqua che ha prodotto nitrato, e poi c'è stata una carenza di ossigeno, è facile innescare la denitrificazione. Le bolle generate da questo movimento verso l'alto potrebbero essere più fini e il colore dei fanghi potrebbe non cambiare molto, a differenza dei fanghi anaerobici che a volte diventano neri. Se sospetti la denitrificazione, misura la concentrazione di nitrato nel campione d'acqua e vedi se c'è un odore di azoto quando galleggia (sebbene l'azoto non abbia odore, può essere giudicato escludendo altri gas), che può confermare approssimativamente.
C'è anche una situazione relativamente rara ma possibile in cui la struttura delle particelle di fango stesse viene interrotta. Ad esempio, se ci sono forti ossidanti come cloro gassoso, ozono o acidi e basi forti nel campione d'acqua, possono danneggiare le pareti cellulari dei microrganismi, scomporre le particelle di fango e trasformarle in piccole particelle colloidali. Queste particelle colloidali non sono facili da precipitare nell'acqua e galleggeranno nel loro insieme, apparendo come uno strato di "acqua fangosa" che galleggia sulla superficie dell'acqua. In questo caso, le caratteristiche dei fanghi diventeranno molto strane e potrebbero perdere la loro viscosità, rendendoli scivolosi al tatto e completamente diversi dalla normale sensazione dei fanghi.
A proposito, è anche possibile che il cilindro graduato non sia stato pulito a fondo. Se ci sono detergenti residui o altre sostanze chimiche dall'ultimo utilizzo, queste sostanze potrebbero alterare la tensione superficiale dell'acqua, rendendo difficile l'assestamento delle particelle di fango, oppure, a causa della loro bassa densità, potrebbero mescolarsi con l'acqua e galleggiare con i fanghi. Sebbene questa situazione sia un "errore umano", non può essere ignorata, soprattutto nelle operazioni di laboratorio in cui una piccola negligenza può a volte portare a fenomeni sperimentali anomali.
Pensi che sia piuttosto complicato per i fanghi nel cilindro graduato galleggiare? In realtà, per riassumere, le direzioni principali sono le seguenti: o la produzione di gas solleva i fanghi (produzione di gas anaerobici, produzione di gas di denitrificazione), o i fanghi stessi diventano più leggeri (invecchiamento, avvolti in sostanze leggere), o disturbi ambientali esterni (cambiamenti di temperatura dell'acqua, impurità). In questa situazione, non affrettarti a trarre conclusioni. Osserva di più, annusa l'odore, controlla lo stato dei fanghi e pensa alla fonte del campione d'acqua. Puoi sempre trovare la causa. Dopotutto, dietro questi piccoli fenomeni in laboratorio, ci sono piccoli segreti dei cambiamenti microbici e materiali, che sono piuttosto interessanti da ponderare lentamente.
