Исследование подчеркивает факторы, вызывающие печально известную пену на озере Белландур.

6 июня 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Индийским институтом науки

Тайна непредсказуемого и сильного пенообразования в озере Белландур в Бангалоре поставила в тупик ученых, регулирующих органов и граждан. Было выдвинуто несколько теорий и приняты меры борьбы, однако пена продолжает образовываться год за годом. Команда из Центра устойчивых технологий (CST) Индийского института науки (IISc) непрерывно отслеживала эту пену в течение последних четырех лет, чтобы разгадать эту тайну.

Одна из причин, по которой пенообразование озадачило ученых, заключается в том, что оно, как ни странно, увеличивается только после сильных дождей, которые, как предполагается, разбавляют загрязняющие вещества в озере, которые могут вызывать пенообразование. В исследовании, опубликованном в журнале Science of the Total Environment, исследователи раскрыли причину этой особенности.

Команда выделяет три фактора, которые являются ключевыми для этого пенообразования. Первый – это неочищенные сточные воды, попадающие в озеро. Поскольку озеро большое, сточные воды расходятся по озеру в течение 10–15 дней; за это время часть органического материала разлагается в отсутствие кислорода и оседает в виде осадка. Поскольку через озеро протекает все больше и больше сточных вод, поверхностно-активные вещества в сточных водах не разлагаются, а вместо этого слабо прикрепляются к осевшему илу, постепенно увеличивая концентрацию - в некоторых случаях до 200 раз превышающую первоначальную концентрацию, попадающую в озеро, - отмечает Чанакья. Х.Н., главный научный сотрудник CST и один из авторов исследования. «Представьте себе, что вы добавляете одну полную мерную ложку стирального порошка в ведро с водой; при правильных условиях он обязательно вспенится», — объясняет он.

Второй фактор — проливные дожди, которые за ночь приводят к большому количеству сточных вод из города в озеро. Этот приток большого объема, по-видимому, приводит к взбалтыванию осадка, насыщенного поверхностно-активными веществами, вытеснению накопленного поверхностно-активного вещества из осадка и возвращению его обратно в раствор, подготавливая его к пенообразованию. Глубоко внутри самого озера пены мало, потому что не образуются пузырьки воздуха. Однако, когда уровень воды в озере повышается из-за дождей, избыток воды, содержащий большие концентрации поверхностно-активных веществ, выливается в выходное отверстие озера на глубину до 25 футов, захватывая пузырьки воздуха, которые превращаются в пену. «Это важное явление, которое превращает воду, содержащую поверхностно-активные вещества, в пену», — говорит Лакшминараяна Рао, доцент CST и один из авторов.

В дополнение к этим двум факторам исследователи также предполагают, что взвешенные твердые вещества, содержащие определенные бактерии, могут быть ответственны за образование и стабильность пены — задействованные механизмы необходимо проверить посредством дальнейших экспериментов.

Чтобы изучить образование пены, исследователи собрали образцы воды из озера, проанализировали различные параметры и воссоздали лабораторную модель, позволяющую отслеживать изменения химического состава поверхностно-активных веществ в разных регионах озера, а также в разное время года. «На протяжении многих лет мне приходилось ходить на озеро каждый месяц, чтобы собирать образцы воды и пены и проводить над ними эксперименты», — говорит Решми Дас, доктор философии. студент ЦНТ и первый автор исследования. Для сбора образцов она воспользовалась помощью чиновников Управления водоснабжения и канализации Бангалора (BWSSB) и Управления развития Бангалора (BDA).

Недавний анализ, проведенный командой, также показывает, что один тип поверхностно-активного вещества, обычно используемый в большинстве бытовых стиральных порошков и шампуней, играет доминирующую роль в образовании пены.