在各地的小学生间,一项“另辟蹊径”的爱好已经悄然兴起——养臭水。
臭水指的是将生活中的各种东西,包括粪便、尿液、昆虫尸体、剩菜剩饭、水果、饮料等只要是小学生能想到、拿到的东西,放在一个密封的瓶子里养着。经过一段时间后,这些物质开始腐烂,产生臭味,甚至有的还会爆炸。小学生们对这种现象非常感兴趣,甚至将其视为一种养成游戏。
为什么臭水会“越养越臭”
养臭水主要就是靠微生物发酵,其过程中产生臭味主要是由于微生物在分解有机物质时释放出各种挥发性化合物,这些化合物往往具有强烈的气味。不同的有机物分解产生的气体不同:
蛋白质分解。当微生物分解蛋白质时,会产生氨气、硫化氢和各种胺类化合物。这些化合物通常具有强烈的腐臭味。例如,硫化氢闻起来像臭鸡蛋,而胺类化合物则有腐烂鱼类的气味。
碳水化合物分解。碳水化合物在发酵过程中被分解成短链脂肪酸、醇类和酯类,这些化合物虽然有些可能带有芳香气味,但在某些情况下也会产生令人不悦的酸味和发酵气味。
脂肪分解。微生物分解脂肪时,会产生挥发性脂肪酸,如丁酸、己酸和辛酸,这些化合物具有强烈的酸臭味。
所以,第一个重点来了,臭水之所以能这么臭,就是因为放了大量的有机物。
不过,养臭水仅放入大量有机物是不够的,许多发酵过程是在缺氧的环境下进行的。在这种情况下,厌氧微生物(如某些细菌和酵母)会进行发酵代谢,产生臭味化合物。比如,在厌氧环境中,产甲烷细菌会产生甲烷和其他有气味的副产物。
第二个重点,臭水需要厌氧发酵,如经常打开瓶子看看有没有发臭,会影响发酵过程。
当然,臭水的味道也跟微生物的种类有关,不同微生物在发酵过程中会产生不同的代谢产物。例如,某些厌氧细菌会产生挥发性脂肪酸和其他有臭味的化合物,而酵母在酒精发酵过程中会产生醇类和酯类,这些产物有时也会有强烈气味。
再举两个例子:
臭豆腐:臭豆腐的臭味主要来源于发酵过程中产生的氨气和硫化氢。豆腐在发酵过程中,蛋白质被微生物分解,产生了这些具有强烈气味的化合物。
纳豆:纳豆的臭味来自细菌(主要是枯草芽孢杆菌)在发酵过程中分解大豆中的蛋白质,产生的多胺(如腐胺和尸胺)和氨气。
为什么臭水会爆炸
在发酵过程中,微生物分解有机物质(如糖类、蛋白质、脂肪等)以获取能量和产生代谢产物。在缺氧环境中,微生物进行无氧呼吸,将有机物分解为小分子,并释放气体作为副产物。常见的一些产气的发酵如下:
酒精发酵。酵母在无氧环境下分解葡萄糖,产生酒精和二氧化碳气体。
乳酸发酵。一些乳酸菌在分解糖类时产生乳酸和二氧化碳。
厌氧发酵。一些厌氧细菌(如产甲烷菌)在发酵过程中产生甲烷和二氧化碳。
硝酸盐还原。一些细菌能够将硝酸盐还原为氮气或氧化亚氮,这些气体会在发酵过程中被释放出来。
用瓶子发酵时爆炸的原因是发酵过程中微生物分解有机物产生气体(如二氧化碳和甲烷),在密封的瓶子中,这些气体无法逸出,导致内部压力不断升高,当压力超过瓶子的耐受限度时,瓶子会发生爆炸。在快速发酵和使用不耐压容器时,这种风险会非常高,会带来直接的安全隐患。
养臭水的危害有哪些
上面讲了好多养臭水的原理,目的是给大小朋友们科普一下养臭水中的发酵原理,真的不建议大家养臭水。毕竟养臭水会有许多危害,接下来就简单举几个例子:
呼吸道感染。在养臭水的过程中,大量细菌和真菌繁殖。一旦容器发生爆炸,这些微生物会形成飞沫进入空气中。如果人吸入这些飞沫,细菌、真菌等微生物会进入呼吸道,引起感染。轻者可能导致咳嗽、喉咙痛等症状,严重者可能会诱发肺炎等严重呼吸道疾病。
局部感染。臭水如果不慎溅入眼睛,与黏膜接触,会造成局部感染。眼睛是一个敏感的部位,接触到含有大量细菌的臭水,可能引发结膜炎等眼部感染,表现为红肿、流泪、疼痛等症状,严重时还可能影响视力。
肠道感染。如果误食了臭水中的液体或固体物质,还会导致胃肠道感染。臭水中含有大量有害微生物,这些微生物进入肠道后,会破坏肠道正常菌群,导致腹痛、腹泻、呕吐等胃肠道症状,严重时可能会引发更严重的肠道疾病。
机械伤害。容器爆炸不仅会释放有害微生物,还会产生机械伤害。碎片飞溅可能造成皮肤划伤、眼球损伤等。特别是玻璃瓶爆炸时,碎片高速飞出,极易造成严重的割伤或刺伤,眼球等脆弱部位受到伤害后,可能导致视力受损甚至失明。
最后,就算没人受到直接的伤害,一瓶臭水炸了,难道它不恶心吗?
中小学生对养臭水的兴趣源自多方面原因,可能包括一点恶作剧的心理,但其中也有对自然界微生物活动的好奇心、对生态系统复杂性的探究欲望以及参与实验和观察的乐趣。这种兴趣体现了孩子们天生的探索精神和学习欲望,是科学教育的良好开端。
我们不应打消孩子们的好奇心,不过,我们也要借这个机会,告诫孩子们,做科学实验,要明确实验目的,了解基本的知识和理论,控制好实验条件,使用合适的设备,最重要的是确保安全。否则,盲目地尝试将无法通向真正的知识,鲁莽的操作则会带来事故和麻烦。(据科普中国微信公众号)