Производство мыла вред окружающей среде. Моющие средства и их действие на загрязнения. Оборудования: СМС- стиральный порошок миф, автошампунь, жидкость для мытья посуды, чашка Петри, микроскоп, предметные стекла

24.07.2020

Одна из наиболее актуальных проблем на сегодняшний день- защита окружающей среды от различных загрязнений – отходов производства и продуктов жизнедеятельности людей. К главным источникам загрязнения имеют непосредственное отношения предприятия службы быта, которые сбрасывают синтетические моющие соединения, которые содержатся в моющих средствах, в водоёмы. . Не только промышленные предприятия наносят вред рекам, выбрасывая в них токсичные вещества. Люди тоже загрязняют водоёмы синтетическими моющими средствами, например, когда моют машину автошампунем в реке, стирают или моют посуду. Выливая в воду даже не большое количество порошка или средства для мытья посуды, мы губим многие микроорганизмы, водоросли , беспозвоночных. СПАВ способны накапливаться в организме и вызывать необратимые патологические изменения ..

Актуальность проблемы: Выбор моей темы исследования был обусловлен тем, что с каждым годом растет использование СМС и выброс их в природные водоемы . Я хотела посмотреть, как синтетические моющие средства влияют на водные растительные организмы и тест растения.
Исходя из этого целью данной работы является: Изучить влияние синтетических моющих средств на растения и на живые организмы. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить литературу по данной теме.

2. Изучить методику исследования.

3. Экспериментально исследовать влияние синтетически моющих средств на растения и на живые организмы.

4. Сделать вывод.

Оборудования: СМС- стиральный порошок миф, автошампунь, жидкость для мытья посуды, чашка Петри, микроскоп, предметные стекла.

Объекты исследования: Элодея канадская, кресс-салат, одноклеточные организмы.

Опыт1.Влияние СМС на водные растение. Своё исследование я проводила осенью 2014 года согласно методикам. Отбор водных растении производился в реке Ашкадар. Одноклеточные организмы были разведены на сенном растворе.1.Мы взяли синтетическое моющее средство и приготовили из него водный раствор в соотношении на 100 гр. воды 30 гр. Порошка или жидкого средства.2.Поместили веточки элодеи в стакан с речной водой и раствором СМС. Каждые три дня мы добавляли по капле приготовленного раствора. 3.Через 10 дней мы вынули веточки элодеи сравнили их: отличия можно было заметить невооружённым глазом, цвет растений изменился и принял серовато - зелёную окраску. Опыт проводили в трёх кратной повторности. 4.Далее мы приготовили микропрепарат: листа элодеи из сосуда с чистой водой и раствора СМС.

5.Поочерёдно мы рассмотрели микропрепараты под микроскопом и сравнили состояние растительных клеток.

Результаты.


Контроль		Без изменений	Без изменений	Без изменений
Стиральный порошок (ручная стирка)	Листья зелёные, вода не мутная	Вода приобретает зеленоватый оттенок, листья теряют яркость	Вода мутная, листья становятся коричневыми, на поверхности воды образуется плёнка	Листья полностью обесцветились.
Средство для мытья посуды	Листья зелёные, вода не мутная	Листья теряют яркость	Вода мутнеет, листья коричневее	Мутная вода, листья тусклые
Автошампунь	Листья зелёные вода не мутная	Без изменений	Вода становиться серой	Листья немного тускнеют

Проделав опыт выяснила что наиболее губительное воздействие на водные растения оказывает стиральный порошок. Даже небольшое количество данного СМС убивает в растениях хлоропласты. Рассмотрев листья под микроскопом, мы не обнаружили в них хлоропластов Средство для мытья посуды разрушает клетки листьев и стебли растений. Автошампунь листья обесцвечиваются и погибают хлорофиллы. Следовательно, СМС оказывают негативное влияние на растения на клеточном уровне, разрушая клеточные стенки растений и вызывая изменения в цитоплазме.

Опыт № 2. Влияние СМС на тест растения. Исследования проводились по методикам, предложенным и в «Практикуме по экологии и охране окружающей среды », 2003, а также в учебном пособии для вузов «Экологический мониторинг» под редакцией, 2005. Семена кресс салата являются очень чувствительными индикаторами токсичных веществ. В течение 10 дней согласно методике, поливала растворами СМС и все наблюдения заносила в таблицу. Контроль поливала дистиллированной водой. Я проводила опыт в течение десяти дней, полученные результаты занесла в таблицу.

Из данных таблицы 1 видно, что: наиболее благоприятной для роста и развития проростков тест-растений является субстрат с. Средство для мытья посуды «Fairy» и Автошампунь так как в данных пробах проросли 50% семян кресс салата и неблагоприятным субстратом оказалось Стиральный порошок «Миф» так как в данных пробах, проросли менее 50% с6емян кресс салата. Исходя из результатов исследования, можно сделать вывод о том, что СМС влияют на всхожести семян кресс-салата.

Опыт № 3. Изучения влияния СМС на обитателей водоемов. Эту работу проводили на простейших – одноклеточные существа удобны для наблюдения под микроскопом и важны для экосистемы, так как являются начальным звеном пищевой цепи. На предметное стекло наносили 2 капли жидкости с простейшими и каплю чистой воды, в которую добавляли минимальное, взятое на кончике препаровальной иглы, количество СМС. Затем каплю раствора СМС соединяли тонкой перемычкой (с помощью препаровальной иглы) с одной из капель с простейшими. После этого наблюдали за поведением простейших в этой и другой (контрольной) капле, отмечая характер происходящих изменений и время.
Результаты исследований представлены в табл.

Наблюдения показали, что под воздействием даже незначительного количества СМС жизнедеятельность микроорганизмов существенно меняется. Характер движения простейших становится иным: из поступательного оно превращается во вращательное (на одном месте). Через некоторое время простейшие погибают.

Вывод: Входе исследования было изучено влияние растворов синтетических моющих средств на растения и на живые организмы. Объектами исследования были выбраны водное растение, кресс-салат и одноклеточные организмы. В результате исследования были получены следующие результаты.

Синтетические моющие средства предназначены для удаления загрязнений с разных материалов и поверхностей. Они значительно облегчают труд хозяек и позволяют экономить время.

СМС оказывают негативное влияние на водные растения на клеточном уровне, повреждая клеточные стенки и вызывая гибель клеток.

Даже незначительные количества СМС, влияют на рост и развитие растений и вызывают гибель зародышей.

В результате проведенного эксперимента установлено, что более губительное действие оказывает стиральный порошок ручной стирки. Менее губительным является жидкость для мытья посуды и автошампунь.

Из результатов исследования видно, что синтетические моющие средства оказывают пагубное влияние на растения, они разрушают клетки, тормозят процессы развития растений, способны вызвать гибель зародышей в семенах. Следовательно, необходимо контролировать поступление СМС в водоемы со стоками и не допускать попадание растворов моющих средств в почву и непосредственно в водоемы.

Литература.

1. , Гущина по экологии: Учебное пособие/ под ред. . - М.:АО МДС, 1996.- 192с.

2. Ашихмина экологический мониторинг. Учеб. методич. пособие/Под ред. . – М.: Агар, 2000

3. , «Экологический практикум»: учебное пособие с комплектом карт-инструкций. - СПБ. Крисмас+2003 год.

Сайты Интернета: 1.1 http://www. volganet. ru/, 2.2 http://www. edc. samara. ru

Ядрышникова Алена

Целью реферата является выявление степени влияния синтетических моющих средств на окружающую среду, в частности на растения. Социологическое исследование позволило определить показатель расхода СМС на одного человека, места, куда выливается грязная вода после стирки, мытья посуды, уборки помещений. Экспериментально доказано отрицательное влияние СМС на физиологическое развитие рассады помидоров.

Скачать:

Предварительный просмотр:

МОУ «Краснознаменская средняя общеобразовательная школа»

Реферат

по химии и экологии

Тема: « Влияние синтетических моющих средств на окружающую среду »

Выполнила: ученица 11 класса

Ядрышникова Алена

Руководитель: Рихтер Ольга Александровна,

Учитель

Краснознаменское

2011

Аннотация

Введение .................................................................................................................................................................................... 4
………………….…………………………………………….5
…………………………………………….…..….5
Химический состав синтетических моющих средств и их влияние на окружающую среду ……………………………………………………………………………………….………………….…………………..8
………………………9
Исследовательская часть ……………………………………………………………………………………..………....6
Заключение ……………………………………………………………………………………………………..……………13
Литература ………………………………………………………………………………………………...…………….….14
Приложение. …………………………………………………………...……………………………….………..……..…..15

Введение

С древнейших времён для поддержания чистоты человек использует моющие средства. Все они имели природную основу: употреблялись щелочные соли (поташ из растительной золы, природная сода), гидрофильные глины (например, бентонитовые), сок или водная вытяжка из некоторых растений. Но, с возникновением в ХIХ в. мыловаренной промышленности, природные моющие средства быстро утратили своё хозяйственное значение.

Любое моющее средство представляет собой химический раствор сложного состава. Основу синтетического моющего средства составляют поверхностно-активные вещества - различные соли сульфокислот или эфиры полиэтиленгликолей, также различные вспомогательные вещества, улучшающие моющую способность, ферменты для удаления пятен и ароматизаторы.

Проживая в сельской местности, я неоднократно наблюдала, как хозяйки выливают на землю грязную воду после стирки белья и мытья посуды. Поэтому целью моей исследовательской работы было выявление степени влияния синтетических моющих средств на окружающую среду, в частности на растения.

В ходе работы решались следующие задачи:

с помощью социологического исследования изучить диапазон используемых населением синтетических моющих средств, определить средний показатель их расхода на 1 человека и места, куда выливается грязная вода после стирки одежды, мытья посуды, уборки помещений;
экспериментально доказать отрицательное воздействие синтетических моющих средств на физиологическое процессы живых организмов (на примере растений).

В ходе работы над темой я использовала следующие методы:

Поисковый;

Анкетирование;

Исследовательский.

История возникновения моющих средств

Самое простое моющее средство, было получено на Ближнем Востоке более 5 000 лет назад. Скорее всего, оно было открыто по чистой случайности, когда над костром жарили мясо, и жир стек на золу, обладающую щелочными свойствами. Взяв в руки горсть этого простейшего мыла, древний человек обнаружил, что оно легко растворяется в воде и смывается вместе с грязью. Поначалу оно использовалось главным образом для стирки и обработки язв и ран. И только с I века н. э. человек стал мыться с мылом. Производство мыла имеет давнюю историю, а вот первое синтетическое моющее средство появилось только в 1916 году. Изобретение немецкого химика Фрица Понтера предназначалось для промышленного использования, бытовые синтетические моющие средства, более-менее безвредные для рук, стали выпускать в 1935 году. С тех пор был разработан целый ряд синтетических моющих средств (CMC) узкого назначения, а их производство стало важной отраслью химической промышленности.

Классификация синтетических моющих средств

Синтетические моющие средства представляют собой составы на основе синтетических моющих веществ. Обычно они содержат 10—40% синтетических моющих веществ и добавки, повышающие моющую способность средства, обеспечивающие их выпуск с учетом свойств отстирываемых материалов. Моющие средства можно разделить по назначению, консистенции, видам моющего вещества и содержанию.

По консистенции различают моющие средства твердые (кусковые, гранулированные, порошковые), мазеобразные (пасты) и жидкие. Наиболее широкое применение нашли порошковые средства. Удобны моющие средства в виде гранул и паст. Жидкие средства легко растворяются, хорошо дозируются. Они эффективны для стирки текстильных изделий и мытья посуды, автомашин, стекла и т. д. Выпуск жидких средств будет увеличиваться. Их изготовление проще и дешевле (отпадает процесс сушки), они не пылят, подобно порошкам, легче дозируются.

В зависимости от вида моющего вещества моющие средства разделяют на мыла и синтетические моющие средства. Содержание моющего вещества в средстве колеблется от 5 до 85%. Большинство моющих средств хозяйственного назначения содержат 10—75% моющего вещества. В производстве мыл используют твердые жиры животные (говяжий, бараний, свиной и др.), жидкие растительные жиры (масло подсолнечное, хлопковое и др.), саломас (сало из масла) — твердый жир, полученный гидрогенизацией (насыщением водородом по месту двойных связей) растительных жидких масел, соапсток (побочный продукт очистки растительных масел).

Твердое кусковое хозяйственное мыло бывает 60, 66, 70 и 72%-ное, жидкое—40%-ное (1-й сорт) и 60%-ное (высший сорт);

Порошковые мыла представляют собой измельченное и высушенное мыло (68—82%) или составы, содержащие 10—25% жирных кислот в смеси со щелочными солями (содой кальцинированной, тринатрийфосфатом, силикатом натрия).

По назначению моющие средства делят на хозяйственные, туалетные, специальные (медицинские, технические и др.). Хозяйственные в свою очередь делятся на:

Средства для стирки изделий из хлопковых и льняных волокон содержат 20—40% моющего вещества (обычно сульфонола)—до 55% щелочных солей (триполифосфата, соды кальцинированной, силиката натрия), 10—15% сульфата натрия, небольшое количество душистых веществ (отдушки), отбеливающих веществ и карбоксиметилцеллюлозы. Эти средства образуют сильнощелочныё моющие растворы (рН 10—11);

Средства для стирки изделий из шерстяных и шелковых волокон содержат 35% алкилсульфата, до 55% нейтральных солей (сульфата натрия), небольшое количество щелочных электролитов, отбеливатели, отдушку. В моющем растворе эти средства создают среду, близкую к нейтральной (рН 7,3—8,5);

Средства для стирки изделий из синтетических волокон также образуют среду, близкую к нейтральной. По составу они напоминают средства, предназначенные для стирки шерстяных и шелковых тканей, но содержат повышенное количество карбоксиметилцеллюлозы и электролитов;

Средства для стирки изделий из шерсти, шелка и синтетических волокон обычно не содержат активных щелочей типа карбонатов и силикатов натрия;

Универсальные средства рекомендуют для стирки изделий из растительных, животных и химических волокон. Эти средства не содержат сильнощелочных солей (соды кальцинированной), в результате чего моющий раствор имеет умеренно щелочную реакцию (рН 8—9,5). Универсальные средства бывают без отбеливателя (обычного типа) и с перекисным отбеливателем;

Средства для мытья посуды, раковин, ванн и других предметов домашнего обихода представляют собой составы, которые должны хорошо смачивать поверхности, обладать высокой эмульгирующей, растворяющей и пенообразующей способностью. Эти средства обычно взаимодействуют с загрязнениями на очищаемой поверхности. В состав средств входят моющие вещества (синтетические и мыла), органические растворители, щелочные и другие химические соединения;

Средства для мытья стекол (оконных, зеркал, хрусталя) содержат дополнительно восстановитель блеска (красители типа метилен голубой и др.);

Средства для мытья (очистки) ковров, обивки мебели, искусственного меха, кожи содержат компоненты, способствующие образованию обильной пены, которая обволакивает и размягчает загрязнение, при удалении пены удаляется и загрязнение, а изделие не успевает промокнуть. Средства для мытья посуды, ванн и раковин могут содержать также антисептики, обладающие бактерицидными свойствами.

4. Химический состав синтетических моющих средств и их влияние на окружающую среду

Моющие вещества составляют основу всех СМС и определяют их свойства; это мицеллообразующие поверхностно-активные вещества , благодаря которым растворы обладают моющей способностью. Моющие вещества делятся на два класса: ионогенные вещества, диссоциирующие в воде на ионы, и неионогенные — не подверженные электролитической диссоциации . Ионогенные моющие вещества называются анионактивными, если поверхностно-активные ионы несут отрицательный заряд, и катионактивными, если поверхностно-активные положительно заряженные ионы имеют отрицательный заряд в щелочной среде и положительный — в кислой. Анионактивные моющие вещества получили наиболее широкое распространение. На их основе получают все жировые мыла и большинство синтетических моющих средств. Для производства товарных жировых мыл служат главным образом натриевые или калиевые соли высших жирных кислот, изготавливаемые из масел растительных и жиров животных . Важную роль играют органические компоненты моющих средств: карбоксиметилцеллюлоза, предотвращающая ресорбцию — повторное отложение загрязнений из моющего раствора на отмытую поверхность; оптические отбеливатели (красители), применяемые для устранения жёлтого оттенка неокрашенных тканей; так называемые гидротропы, увеличивающие растворимость и ускоряющие растворение моющих веществ в воде. Некоторые моющие средства содержат ферменты, обеспечивающие удаление нерастворимых белковых загрязнений, органические бактерициды (гексахлорофен, трихлоркарбанилид и др.), стабилизаторы пены (например, алкилоламиды) или пеногасители; во многие моющие средства добавляют душистые вещества (отдушки). Большая часть (80—90%) поступающих в продажу синтетических моющих средств — порошки; выпускаются также таблетки, «вермишель», чешуйки, хлопья, пасты и жидкости.

Синтетические моющие средства, попадая в окружающую среду (водоемы), изменяют её кислотно-щелочной баланс. Водные организмы приспособлены к определенной величине рН. Когда значение рН снижается до 4,5 - 5,0 может исчезнуть значительное количество водных организмов, составляющих основу пищевой цепи. Это, в свою очередь, сказывается на птицах, рыбах, пресмыкающихся и млекопитающих, которым погибшие виды служат источником питания. При величине рН более 9,0 вода тоже становится непригодной для большинства водных организмов. Особенно чувствительны к изменению кислотности икра и мальки рыб. Уменьшение величины рН может также способствовать переходу в воду ионов металлов, содержащихся в донных отложениях, которые в обычных условиях осаждаются на дно с частицами взвеси и погребаются в толще донных отложений.

В последнее время в пробах природной воды все чаще обнаруживаются фосфаты. Виновник - человек. Мы используем стиральные порошки, которые содержат фосфаты, добавляемые для снижения жесткости воды при стирке. А в нашей стране пока нет технологии, позволяющей в требуемой степени очищать стоки от фосфатов. Неочищенные стоки, после очистных сооружений, сливаются в реки.

Загрязнение окружающей среды синтетическими моющими средствами

Одна из наиболее актуальных проблем на сегодня - защита окружающей среды от различных загрязнений - отходов производства и продуктов жизнедеятельности людей. К главным источникам загрязнений имеют непосредственное отношение предприятия службы быта, например прачечные, использующие моющие средства, важнейшими из которых являются синтетические моющие средства. Отработанные стоки прачечных, сбрасываемые в канализацию, содержат все химические соединения, входящие в состав синтетических моющих средств, а также загрязнения (переходящие в процессе стирки с очищаемой поверхности одежды грязевые частицы - сажа, различные минерально-масляные и жировые загрязнения, волокна стираемых изделий). В зависимости от вида и количества щелочных солей, входящих в состав СМС, рН сточных вод составляет 7-10 ед. Таким образом, стоки прачечных сложны по составу, имеют щелочную среду и в значительной степени загрязнены органическими веществами, ПАВ и грязевыми частицами.

Недостатком большинства CMC является их трудная биоусвояемость (перевариваемость) в сточных водах микроорганизмами, так как фактически для них это яды. Поэтому сточные воды, содержащие синтетические моющие средства, сильно загрязняют водоемы (реки, озера). Попадание ПАВ в водоемы неблагоприятно влияет на органолептические (цвет, запах, вкус) и бактериологические показатели воды. Это происходит не только за счет свойств обозначенных веществ, а в основном в результате стабилизации в воде других соединений, которая возможна вследствие способности ПАВ к солюбилизации и эмульгированию. Таким образом, недопустимо сбрасывать в водоемы сточные воды прачечных без предварительной очистки.

6. Исследовательская часть.

В весеннее-летний период 2011 года я провела на территории села Краснознаменского исследовательскую работу по трем направлениям.

Первое направление - социологическое исследование. При выполнении работы я провела исследования с группой лиц разных возрастов с целью узнать, какие моющие средства они используют, как часто ими пользуются и куда выливают воду после стирки белья/мытья посуды. В анкетировании участвовали 60 человек. Ниже приведены вопросы анкеты и ответы испытуемых. Таблица 1

В результате исследований я выяснила, что 23% опрашиваемых выливают воду после стирки одежды/мытья посуды на траву во дворе. При этом 67% испытуемых стирают вещи раз в неделю, а 43% моют посуду два раза в день. Наиболее часто употребляемыми средствами для мытья посуды являются: «Капля», «Fairy», «АОS», «Sorti», «Биолан», а для стирки одежды: «Тidе», «Аriel», «Пемос», «Миф», «Sarma», «Биолан».

Состав наиболее часто используемых стиральных порошков Таблица 2

Состав наиболее часто используемых средств для мытья посуды Таблица 3

Второе направление - домашний эксперимент. Лица, участвующие в исследовании, приняли участие в домашнем эксперименте, который позволил определить средний расход СМС на каждую семью в течении недели. После анализа полученных результатов, оказалось, что в среднем на 1 жителя с.Краснознаменского в неделю расходуется около 50 г стирального порошка, 10 г средства для мытья посуды и 35 г мыла. И это не считая шампуня и гелей для душа, которые сейчас очень популярны.

Третье направление - эксперимент на подоконнике. На его проведения меня натолкнула мысль, что если обычный порошок, оставаясь на одежде пусть даже в микроскопических дозах, отрицательно воздействует на микрофлору человека, вызывает аллергию и другие негативные реакции, то по моему предположению, также он должен отрицательно влиять и на любые другие живые существа, например на растения. В три горшка я посеяла семена помидоров. Помидоры в первом горшке я поливала чистой питьевой водой, во втором - водой с добавлением стирального порошка, в третьем - водой с добавлением средства для мытья посуды. При этом все условия были одинаковы: почва, количество посеянных семян, глубина заделки семян, кратность и объем полива. К сожалению, все мои предположения полностью оправдались. В таблице 4 приведены результаты эксперимента.

Таблица 4

30 шт.

Анализ полученных результатов показал, что наиболее опасным из исследуемых образцов является стиральный порошок, даже 5% раствор позволил определить негативное влияние на рассаду помидор. К концу эксперимента рассада помидор стала погибать: листья посохли, растения повяли и почти все погибли.

Средство для мытья посуды «Капля» полностью подавляет ростовые процессы у рассады помидор: растения медленно растут, листья пожухлые и имеют более темную окраску.

Мыльный раствор 5%-ой концентрации мало влияет на рост зародышей растений, но когда я увеличила процент мыла в растворе, то это более сильно повлияло на рассаду, мыльный раствор, уплотняясь, обволакивает семена и ограничивает к ним доступ воздуха. В результате чего рассада, поливаемая мыльными растворами, стала значительно хуже расти.

Продолжать экспериментировать с выращенной рассадой дальше я не стала, так как поняла, что если перенесу дальнейшие исследования на грядку, рискую очень сильно навредить земле в нашем огороде и будущим соседствующим культурам.

Подводя общие итоги моего исследования, я могу с точностью сказать, что получила результат, доказывающий отрицательную роль СМС на растения, рассчитала средние показатели объемов использования СМС на 1 человека, что дает возможность для экологического прогнозирования. Также я хочу отметить, что проводя анкетирование, я выяснила, что 23% опрашиваемых выливают использованную воду после стирки одежды/мытья посуды на траву во дворе. Это значит, что выливая эту воду, они подвергают опасному химическому загрязнению окружающую среду.

7. Заключение

Сейчас во всем мире очень остро стоят экологические проблемы, и в частности проблема охраны окружающей среды от вредного воздействия бытовых химических средств. Поскольку каждый человек следит за своей гигиеной, пользуется моющими средствами, стирая свои вещи, моя посуду, то эта тема касается каждого. В своей работе я исследовала влияние синтетических моющих средств на окружающую среду и доказала, что СМС негативно влияют на растения, в конечном итоге убивая их. Поэтому хозяйкам нужно запомнить, что выливать воду после стирки белья и мытья посуды нужно в специально отведенное для этого место, не допуская попадания этой воды в водоемы, колодцы, на растения и т.п. Ведь о своем здоровье мы заботимся, не хотим травиться нитратами и ГМО, так почему мы забываем о природе, которая нас окружает, которая с детства радует нас своей красотой. Эту красоту нужно сохранять и приумножать.

Много лет назад М.В.Ломоносов сказал: «Широко простирает химия руки свои в дела человеческие». И как он был прав! Полки магазинов так и «пестрят» бытовой химией. Чтобы решить порожденные научным прогрессом экологические проблемы, при разработке новых рецептур синтетических моющих средств нужно уделять внимание подбору веществ биологически «мягких», т.е. легко разлагаемых бактериями в природных условиях и не наносящих огромный вред растениям. А предприятиям-коммунальщикам в городах и крупных поселках необходимо использовать новые современные системы очистки сточных вод электрохимическим и сорбционным методами.

8. Литература

1. Ашихмина Т.Я. Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие / Т.Я.Ашихмина. - М.:АГАР. -2000.-386.

2. . Габриелян О.С. Химия. 10 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений (базовый уровень) / О.С.Габриелян. - М: Дрофа, 2010. - 230 с.

3. Неволин Ф. В., Химия и технология синтетических моющих средств, 2 изд., М., 1971.-с.71

4. Цветкова М.В. 1000 полезных советов для сада и огорода / М.В.Цветкова. - Харьков: Книжный клуб «Клуб семейного досуга», 2010. - 224 с.

5. Ченыкаева Е.А., Спиридонова А.И. Советы огородникам: Справочное пособие. - 4-е изд., - М.; Колос, 1998г. - с.287.

9. Приложение

Рассада помидоров через 1 месяц после посадки

Поливаемая чистой водой

Поливаемая раствором стирального порошка

Поливаемая раствором средства для мытья посуды

Влияние синтетических моющих средств на экосистему пруда

Экологический проект

По образному выражению Леонардо да Винчи вода является «кровью Земли». Она – важнейший компонент жизнеобеспечения человека, непременное условие существования всего живого.

Водные экосистемы чутко реагируют на изменения в природных процессах под влиянием естественной цикличности и антропогенной деятельности. Целью представляемой работы было изучить особенности влияния на прудовую экосистему синтетических моющих средств (СМС), содержащих поверхностно-активные вещества (ПАВ). В качестве объекта исследований был выбран пруд д. Селково, связанный с охраняемой природной территорией Сергиево-Посадского района Московской области – комплексом сырых лесов и малых болот.

Качество воды в водоеме – фактор, определяющий устойчивость экосистемы. В последние годы рекреационная нагрузка на ландшафты вне зеленой зоны Москвы значительно увеличилась. Примером этого может служить, в частности, Селковский пруд, удобно расположенный недалеко от дороги первой группы федерального значения. Нередко можно видеть, как отдыхающие оказывают значительное негативное воздействие на экосистему водоема, просто по незнанию, не замечая этого. Например, среди местного населения появилась опасная тенденция чистки и мытья ковровых изделий непосредственно на берегу пруда. Проблему можно частично разрешить, повышая экологическую грамотность населения, привлекая внимание к этому вопросу и объясняя последствия воздействий такого рода на доступном научно-популярном материале. Поэтому одной из целей работы было составить на основе полученных данных конкретные и доступные для понимания рекомендации по экологически грамотному отношению к природному богатству водоема.

В цели работы входило также составление рекомендаций по проведению занятий с младшими школьниками, содержащих описания наглядных и доступных опытов по теме.

I. Обзор литературы

1. Вода как среда обитания

Водная среда характеризуется большим своеобразием физико-химических свойств, важных для жизни организмов: прозрачностью, высокой удельной теплоемкостью и теплопроводностью, высокой плотностью и вязкостью, подвижностью (текучестью), вертикальной циркуляцией, сглаженным колебанием температуры. В естественных водах всегда содержатся различные соли, в частности весьма важные для живых организмов карбонаты, сульфиды, хлориды. Благодаря своей выталкивающей силе вода одинаково легко поддерживает как тонкие структуры, так и массивные организмы. Вместе с тем водной среде присуща слабая аэрация и меньшее, нежели в среде наземно-воздушной, количество света.

Какое из свойств воды можно назвать самым важным? В природе нет ничего самого важного, равно как нет и второстепенного. Из всех удивительных свойств воды чуть ли не самое интересное ее способность образовывать чрезвычайно прочную поверхностную пленку, возникающую благодаря очень сильному взаимному притяжению молекул самых верхних слоев. В глубине слоя воды каждая ее молекула окружена другими такими же молекулами равномерно и испытывает одинаковые силы притяжения во всех направлениях. Молекулу же воды, находящуюся на поверхности, снизу притягивают такие же, как и она, молекулы жидкости, а сверху над ней лишь изредка проносятся молекулы газов, входящих в состав воздуха. Равнодействующая сил на такую молекулу стремится втянуть ее с поверхности в объем жидкости – сумма сил притяжения, действующая «вниз» оказывается больше сил, действующих «вверх». Поэтому плотность воды на поверхности оказывается несколько выше, чем в основном слое. В результате возникает сила поверхностного натяжения, которая у воды самая высокая из всех жидкостей, кроме ртути (но это все-таки металл), и составляет 72 мН/м.

«Столпотворение» стремящихся вниз молекул приводит к возникновению своего рода эластичной мембраны, способной поддерживать объекты, плотность которых больше плотности воды, если, конечно, эти объекты не смачиваются, т.е. сами не притягивают к себе молекулы воды, нарушая структуру поверхностной пленки. Если осторожно положить на поверхность воды стальную иголку или лезвие безопасной бритвы так, чтобы неловким движением не разорвать пленку, эти предметы не утонут.

Важным для жизни обитателей водоемов фактором является кислотность воды, характеризующаяся водородным показателем – рН. Во всяком пресноводном водоеме вода, по определению, должна быть именно пресная, т.е. не иметь ни кислого, ни щелочного привкуса. Но чаще всего вода имеет слегка щелочную реакцию (рН до 8,0), потому что всегда содержит катионы: они вымываются из почвы и подстилающих пород, а также образуются (как, например, катион аммония) при разложении органических остатков. К такому составу воды и приспособились обитатели рек, озер и прудов. Слабощелочную реакцию вода сохраняет благодаря естественным буферным свойствам – способности нейтрализовать поступающие в нее вещества с различными показателями кислотности. Однако возможности буферных систем у водоемов различны и определяются свойствами подстилающих пород, мощностью почвенного слоя и составом почвы вокруг водоема.

2. Обитатели водной среды и воздействующие на них факторы

Разнообразие организмов, освоивших области обитания водной среды жизни – гидробионтов, очень велико. Среди жизненных форм гидробионтов выделяют бентос – донные организмы; планктон – организмы, плавающие в толще воды, чаще переносимые течением, реже передвигающиеся сами; перифитон – организмы, прикрепленные к растениям и погруженным в воду предметам; нектон – активно плавающие организмы и, наконец, нейстон – организмы, плавающие на поверхности воды или сразу же под поверхностной пленкой, до 5 см в глубину.

Удивительные свойства водяной пленки использует целый ряд живых организмов – ведь жизнь на границе двух сообществ, как известно, отличается заметным преимуществом. Поверхность любого водоема – уникальная экологическая ниша, где встречаются две совершенно разные среды обитания – воздушная и водная. Нейстонные организмы разделяют на тех, кто обитает на поверхности водяной пленки – эпинейстон (в пресных водоемах это клопы – водомерки и гладыши и жуки-вертячки), и тех, которые держаться под ней, – гипонейстон. Интересно, что некоторые представители гипонейстона используют нижнюю поверхность пленки воды в качестве опоры – это личинки комаров, некоторые водяные жуки и различные улитки.

Самые известные обитатели поверхности водоемов, конечно, клопы-водомерки. Они живут только на водяной пленке, никогда не погружаясь, скользят по поверхности воды, касаясь ее только самыми кончиками лапок, покрытых жесткими щеточками несмачиваемых волосков. Тело водомерки покрыто специальным чешуйчатым покровом, также защищающим от смачивания. Однако при намокании, например, во время дождя, насекомое может утонуть. Водяная пленка для водомерок еще и источник информации. Основываясь на характере колебании водяной пленки, воспринимаемых эластичными мембранами, расположенными между сегментами лапок, насекомое узнает, с какой стороны грозит опасность или где находится потенциальная жертва. Водомерки могут и сами вызывать такие колебания, подавая те или иные сигналы сородичам. Такая коммуникация используется для взаимодействия между противоположными полами и является необходимым условием воспроизведения особей данного вида.

Ориентируясь на колебания, передающиеся по поверхности воды и воспринимаемые чувствительными кончиками лапок, находит свою жертву и хищный клоп-гладыш. В отличие от водомерок, гладыши держатся на поверхностной пленке не сверху, а снизу, т.е. относятся к гипонейстону. Вертячки (жуки сем. Gyrinidae ) считаются самыми лучшими пловцами среди водяных жуков. Основным органом, позволяющим вертячке получать информацию об окружающих событиях, являются три пары антенн-усиков, направленных горизонтально вперед и примыкающих к поверхностной пленке воды. Эти антенны воспринимают все сигналы, приходящие по воде, а жуки реагируют на них настолько быстро, что даже в полной темноте способны скорректировать курс и обойти препятствие, возникшее всего в 1–1,5 см.

По поверхности воды, подвешиваясь снизу к пленке поверхностного натяжения, могут странствовать моллюски – катушки и прудовики. При этом они не только держатся за поверхностную пленку, но могут ползать по ней ничуть не хуже, чем по поверхности любого твердого предмета.

Для обитателей более глубоких слоев воды сила поверхностного натяжения не столь значима. Более важные факторы для них – кислотность (при ее повышении для всех водных обитателей наступают тяжелые времена), содержание кислорода в воде, ее химический состав, прозрачность. Например, для личинок поденок особо важно содержание кислорода, а кислотность воды значима для икры земноводных, улиток, рыб, планктона. Не встречается в кислых водах, например, личинка малярийного комара: она предпочитает нейтральные и слабощелочные водоемы, бедные органическими остатками. У личинок комара обыкновенного противоположные требования.

3. СМС – загрязняющие вещества водоемов

Наиболее распространенными химическими загрязнителями водоемов являются детергенты (от англ. deterge – очищать) – поверхностно-активные синтетические вещества (СПАВ или ПАВ), употребляемые в промышленности и в быту как моющие средства.

Важное свойство ПАВ – поверхностная активность, т.е. способность молекул адсорбироваться на границе раздела фаз и понижать поверхностное натяжение жидкости чтобы смочить загрязненную поверхность, моющий раствор должен обладать достаточно низким поверхностным натяжением по сравнению с чистой водой. Ученые давно заметили, что, чем чище вода, тем больше нужно усилий, чтобы разорвать ее поверхностную пленку. Молекулы растворенных в веществ, вклиниваясь между молекулами воды, делают поверхностную пленку менее прочной. Особенностью молекул ПАВ является наличие полярной карбоксильной группы (–СООNa) с гидрофильными свойствами, и длинной неполярной углеводородной цепи с гидрофобными свойствами. Гидрофильная часть способствует растворению вещества в воде, гидрофобная – его выталкиванию. В результате вся поверхность воды покрывается своеобразным «частоколом» из молекул ПАВ, образующих слой толщиной около 0,1 нм. Такая водная поверхность обладает увеличенной смачивающей способностью.

Резко – более чем в два раза – понижает поверхностное натяжение мыла. Это значит, что мыльная вода может проникать в самые отдаленные уголки, в самые мельчайшие поры. В растворе мыла находятся как свободные молекулы ПАВ, так и коллоидные частицы – мицеллы, обеспечивающие солюбилизацию – растворение нерастворимых в обычных условиях веществ путем включения их внутрь мицелл. Молекулы ПАВ, проникая между частицами загрязняющего вещества и волокнами, приводят к возникновению расклинивающего давления, в результате чего загрязняющее вещество отрывается от поверхности. Моющее действие ПАВ обусловлено еще и тем, что детергенты образуют высокоустойчивые пены, гидрофобные пузырьки которых флотируют частицы загрязнений. Поступая со сточными водами в реки и водоемы, эти вещества образуют на поверхности воды «горы» устойчивой пены. В этом случае страдают все организмы, находящиеся в этих водоемах. Например, в реке Темзе погибло все живое, и даже было затруднено судоходство из-за пены, скопившейся в черте Лондона.

Для достижения хорошего эффекта стирки вовсе не обязательны большие количества ПАВ. Более того, значительные количества моющего вещества при стирке могут оказаться вредными. Это объясняется тем, что детергенты состоят из отдельных молекул только в очень разбавленных растворах. Увеличение концентрации таких растворов до 2–3% приводит к тому, что молекулы ПАВ начинают объединяться, образуя мицеллы. Сначала они имеют шарообразную форму, затем преобразуются в вытянутые пластинчатые мицеллы. При концентрации 7–8% появляются сплошные мицеллярные слои, раствор детергента сильно загустевает, теряет свою текучесть и моющую активность. Это означает, что распространенное в быту мнение, что для лучшей стирки нужно брать побольше порошка, неправильно и даже вредно. При стирке нужно строго придерживаться указаний, данных на этикетке моющего препарата.

Синтетические моющие средства (СМС) – это композиции, в состав которых, кроме ПАВ, входят различные добавки, органические и неорганические. Как бы ни различались названия шампуней, стиральных порошков и т.п., основными составляющими всех СМС будут одни и те же компоненты, разница – только в дозировке (табл. 1).

Таблица 1. Свойства СМС и их влияние на микроорганизмы

Из всех компонентов, входящих в состав СМС, наиболее загрязняют окружающую среду полифосфаты, предназначенные для связывания ионов, обусловливающих жесткость воды. Продукты гидролиза полифосфатов – монофосфаты – накапливаются в сточных водах. Непосредственной угрозы для человека они не представляют, но считаются опасными для водных экосистем, так как вызывают эвтрофикацию водоемов. Эвтрофицирование вод – это повышение их биологической продуктивности в результате накопления биогенных элементов. Эвтрофикация приводит к массовому развитию микроскопических водорослей и других микроорганизмов, а также бактерий, разлагающих отмершее органическое вещество. При этом расходуется значительное количество кислорода, а в воду выделяются токсичные продукты распада, что приводит к ухудшению условий обитания гидробионтов.

СМС еще и сильные дезоксигенаторы, т.е. вещества, активно разрушающие растворенный в воде кислород. Поэтому они опасны для всего живого в воде даже в очень малых концентрациях. Например, содержание в 1 л воды 1 мг моющего вещества токсично для рыб.

Большинство ПАВ, которые используются в настоящее время, способны к биологическому разложению. Например, быстро и эффективно разлагаются алкилсульфаты и мыла, полученные из жиров, т.к. они содержат неразветвленные углеводородные цепи, которые по «зубам» многим бактериям. А вот алкиларилсульфонаты, которые входят практически во все СМС, разлагаются хуже, их разветвленные цепи, имеющие изостроение, бактерии «переварить» не могут.

Загрязнение вод моющими средствами осложняется еще и тем, что даже их биологическое разрушение не является решением проблемы, так как сами продукты такого разрушения в некоторых случаях являются токсичными. Микроорганизмы, процеживая через себя воду и получая таким образом питательные вещества, вместе с ними получают и дозу загрязнителя. Загрязнение распространяется по пищевой цепи, концентрация такого вещества на единицу веса каждого последующего консумента возрастает.

В последнее время оказалось более перспективным изготавливать бытовые моющие препараты не в виде порошков, а в виде паст или гелей. Их изготовление дешевле, они не вызывают аллергии.

II. Описание объекта и методики исследований

Объектом исследования был выбран пруд, расположенный в д. Селково в понижении рельефа в русле речки и возникший более 30 лет назад в результате строительства плотины. Площадь водного зеркала пруда – 1,5 га, общий объем – 70 тыс. м3, максимальная глубина – 2,7 м. Пруд питается водами впадающей реки, талыми водами и выпадающими осадками.

Этапы работы и методы

Методика исследований подбиралась нами таким образом, чтобы используемое оборудование было простым, а результаты работы – наглядными и доступными. Автор изучил большое количество литературных источников и проверил на практике значительное количество методик, выбирая наиболее простые и наглядные.

1. Ознакомление с экосистемой пруда – применялась методика изучения природных экосистем.

2. Выбор образцов СМС – для проведения исследований использовались моющие средства наиболее известные по рекламе и по результатам опроса населения.

3. Оценка свойств воды и действия на них СМС. Определение кислотности воды проводили с помощью универсальной индикаторной бумаги. Способность моющих средств к пенообразованию оценивали визуально. Поверхностное натяжение воды оценивали с помощью следующего опыта: вместо одной чашки рычажных весов использовали подвешенное на нитях стандартное предметное стекло. Коромысло весов уравновешивали, помещая на вторую чашку груз. Под предметное стекло помещали кристаллизатор с водой так, чтобы стекло «прилипло» к поверхности жидкости. Накладывая постепенно на чашку весов дополнительные гирьки, отмечали момент, когда стекло оторвется от поверхности. Таким способом можно измерить поверхностное натяжение жидкости в условных единицах.

4. Изучение влияния СМС на обитателей водоемов. Эту работу проводили на простейших – одноклеточные существа удобны для наблюдения под микроскопом и важны для экосистемы, так как являются начальным звеном пищевой цепи. На предметное стекло наносили 2 капли жидкости с простейшими и каплю чистой воды, в которую добавляли минимальное, взятое на кончике препаровальной иглы, количество СМС. Затем каплю раствора СМС соединяли тонкой перемычкой (с помощью препаровальной иглы) с одной из капель с простейшими. После этого наблюдали за поведением простейших в этой и другой (контрольной) капле, отмечая характер происходящих изменений и время.

III. Результаты работы

1. Состояние экосистемы пруда

Продуцентами в экосистеме пруда являются водоросли, в том числе фитопланктон и водные цветковые растения прибрежной зоны – рдест плавающий, элодея канадская, хвощ приречный. На берегу – заросли рогоза широколистного, камыша озерного, сусака зонтичного и др. Консументы первого порядка представлены большим числом видов, консументы второго порядка менее разнообразны. О деятельности редуцентов можно судить по качеству воды, которая большую часть года остается чистой и прозрачной. Для выступления перед аудиторией мы использовали стандартную схему сообщества пруда.

В результате увеличения демографической нагрузки на ландшафт, из-за увеличивающегося количества отдыхающих в летнее время, в настоящее время возрастает количество стоков, содержащих СМС. Были замечены случаи накопления хлопьев пены возле водостока. Пока эта составляющая антропогенного загрязнения не нанесла существенного ущерба экосистеме водоема, но сложившаяся ситуация требует вмешательства.

2. Влияние СМС на свойства воды и ее обитателей

Таблица 2. Состав синтетических моющих средств

3. Влияние СМС на силу поверхностного натяжения

В ходе эксперимента мы определили, что чистая вода пруда имеет силу поверхностного натяжения равную 7,5, добавление к воде даже незначительных количеств мыла снижает ее почти вдвое – до 4,8. Содержание в воде стирального порошка влияет на силу поверхностного натяжения еще значительнее. Она снижается до 2,1.

Упрощенная схема пищевой сети в пруду д. Селково

Выводы

1. СМС, попадая в пруд, неизбежно оказывают существенное влияние на экосистему.

2. Под воздействием компонентов СМС меняются такие важнейшие физико-химические показатели, как кислотность (величина pH), прозрачность, сила поверхностного натяжения, состав ионов, количество растворенного кислорода.

3. Изменение кислотности воды может привести к изменению видового состава экосистемы, гибели одних видов и вспышке численности других, нехарактерных для данного водоема (например, личинок комара малярийного). Изменение состава ионов может привести к эвтрофикации.

4. Образуемая СМС пена ухудшает освещение нижележащих слоев воды, нарушая условия фотосинтеза.

5. Попадающие в воду ПАВ снижают силу поверхностного натяжения, делая невозможными нормальное передвижение, добычу пищи, коммуникацию и размножение нейстонных организмов.

6. Компоненты СМС оказывают воздействие на все формы гидробионтов, особенно чувствительны к загрязнению детергентами микроорганизмы, начальное звено пищевых цепей.

7. Не следует стремиться к увеличению количества СМС в моющем растворе – выигрыша в качестве это не дает.

1. Знакомство с экосистемой пруда – рассказ с демонстрацией таблиц, микропрепаратов простейших (водных обитателей), моделей, коллекций.

2. Изучение влияния моющих средств на жизнь пруда. Ознакомление с результатами опытов, предложенных в данном проекте.

Для показа изменения силы поверхностного натяжения воды под действием СМС рекомендуем сделать из медной проволочки плоскую спираль в несколько витков, смазать ее вазелином и очень осторожно опускать на поверхность воды. Если капнуть в середину спирали каплю ПАВ, спираль начинает вращаться. Опыт можно демонстрировать через графопроектор. При проведении занятий в начальных классах имеет смысл изготовить модели животных («водомерок») из бумаги, наклеить их на лезвие безопасной бритвы. Если аккуратно положить такую модель на поверхность чистой воды, она останется на плаву. При добавлении в воду раствора СМС модель тонет.

3. Демонстрацию влияния СМС на простейших можно проводить фронтально. Рекомендуется предварительно вырастить культуру простейших, для чего достаточно поместить в кристаллизатор несколько луковиц репчатого лука, налив немного воды на его дно. Через 6–8 дней культура готова к демонстрации.

Литература

Алексеев В.А. 300 вопросов и ответов по экологии. – Ярославль: Академия развития, 1998.

Артеменко А.И. Органическая химия и человек. – М.: Просвещение, 2000.

Буцкус П.Ф. Книга для чтения по органической химии. – М.: Просвещение, 1985.

Зданович В.В. Жизненные формы гидробионтов // Биология, 2003, № 6.

Иорданский А. Будет кисленький дождь // Химия и жизнь, 1983, № 1.

Миллер Т. Жизнь в окружающей среде. Т.1. – М.: Прогресс, 1993.

Нифантьев Э.Е., Парамонова Н.Г. Основы прикладной химии. – М.: ВЛАДОС, 2002.

Ольгин О.М. Опыты без взрывов. – М.: Химия, 1986.

Петрянов И.В. Самое необыкновенное вещество в мире. – М.: Педагогика, 1981.

Пономарева И.Н. Экология. – М.: Вентана-Граф, 2001.

Райков Б.Е., Римский-Корсаков М.Н. Зоологические экскурсии. – М.:ТОПИКАЛ, 1994.

Реймерс Н.Ф. Краткий словарь биологических терминов. – М.: Просвещение, 1995.

Сергеев Б.Ф. Занимательная физиология. – М.: Просвещение, 2001.

Феоктистова Н.Ю. Бегущие по воде // Биология, 2002, № 37.

Шульпин Г. Химия стирки // Наука и жизнь, 1981, № 3.

Элементарный учебник физики. ред Ландсберг Г.С Т.1. – М.: Наука,1972.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Актуальностьи целесообразность исследования

Актуальность

Одной из проблем нашего общества является влияние синтетических моющих средств на жизнедеятельность водных растений и здоровье человека.

Первым направлением является забор свежей воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды, в том числе безвозвратные.

Вторым направлением "использования" водных ресурсов отраслевыми хозяйствами является загрязнение водоемов вредными веществами.

Попадая в канализацию, содержащие СМС сточные воды затрудняют работу очистных сооружений, вызывают обильное образование пены.

В своей работе я хочу доказать, что накапливаясь в активном иле, СМС угнетающе действуют на жизнедеятельность водных растений и здоровье человека в целом. Моя исследовательская работа полностью посвящена пагубному влиянию СМС на водную среду обитания и здоровье человека, я считаю это необходимо предотвратить.

Именно поэтому я выбрала эту тему для исследовательской работы.

Влияние синтетических моющих средств на водную среду обитания.

Степень влияния синтетических моющих средств на жизнедеятельность водных растений и здоровье человека.

Изучение влияния синтетических моющих средств на жизнедеятельность водных растений и здоровье человека.

Проанализировать информационные источники по данной проблеме.

Сформулировать цель, задачи и гипотезу исследования.

Изучить влияние синтетических моющих средств на водные растения издоровье человека.

Определить, насколько вредны для здоровья человека синтетические моющие средства.

Сделать заключение и выводы.

Предполагается, что синтетические моющие средства пагубно влияют на водную среду обитания и здоровье человека.

Изучениевлияния синтетических моющих средств на жизнедеятельность водных растений и здоровье человека - экспериментально-опытным путем.

Данная работа может быть использована жителями различных сёл для профилактики и коррекции здоровья человека и жизнедеятельности водных растений.

2.Теоретическое обоснование

2.1. Информация о синтетическихмоющих средствах

Синтетические моющие средства (СМС) - многокомпонентные композиции, применяемые в водных растворах для интенсификации удаления загрязнений с различных твердых поверхностей-тканей, волокон, металлов, стекла, керамики. В более узком смысле под синтетическими моющими средствами обычно понимают бытовые средства для стирки белья и одежды, в отличие от мыла, пригодны для стирки в воде любой жесткости. Поэтому их удобно использовать при машинной стирке белья. Состав СМС бывает разным, но почти в каждом из них присутствуют поверхностно-активные вещества (ПАВ), в состав СМС вводят также различные добавки - ароматизаторы, антистатики, отбеливатели, растворители, ингибиторы коррозии, консерванты, пеногасители, красители, пигменты и другие.

Детергент (СПАВ) - моющее вещество, поверхностно активное вещество, относящееся к мылам - солям высших жирных кислот. В настоящее время к детергентам относят синтетические вещества, по моющему действию сходные с мылом. Наиболее распространены три вида смесей детергентов: мыло, стиральный порошок и шампуни.

2.2.Влияние синтетических моющих средств

После того как моющий раствор отработал, он попадает со сточными водами в городскую канализацию, затем в очистные сооружения, а иногда, без всякой отчистки, непосредственно в грунт или водоем. Попадая в канализацию, содержащие СМС сточные воды затрудняют работу очистных сооружений, вызывают обильное образование пены. Накапливаясь в активном иле, СМС угнетающе действуют на развитие микроорганизмов. СМС и его компоненты наносят вред рыбам и другим гидробионтам. Особенно большой вред наносится планктонным и бентосным организмам, составляющим основу пищевых цепей в водоёме. Планктон погибает при содержании поверхностно-активных веществ 1-1.5 мг/л, рыбы - 3-5мг/л.

В состав многих чистящих препаратов входят вещества, которые оказывают негативное воздействие на организм человека. При работе с моющими и чистящими веществами, мы вдыхаем химические испарения этих веществ, а они в свою очередь через легкие попадают в нашу кровь. Кожа человека так же впитывает в себя химикаты. Токсические элементы химических препаратов, при соприкосновении с кожей попадают внутрь организма. Ароматизаторы чистящих средств перебивают запах основы, но больше половины процентов химикатов, которые содержатся в ароматах, это продукты из нефти. При попадании в организм человека, они, как правило, не выводятся, а накапливаются в нем, а это приводит к образованию в организме раковых клеток.

2.3. Данные о загрязнении моющими синтетическими средствами В стоках крупных механизированных прачечных ПАВ содержится от 200 мг/л и выше. Потребление ПАВ на одного жителя составляет 3,5 г в сутки. При потреблении воды в пределах 150-350 л на человека в сутки средне - расчетная концентрация ПАВ в коммунальных стоках составляет 7,1-20 мг/л. Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ, попадают в материковые воды и морскую среду. Ярким представителем являются стиральные порошки, моющие средства. Стиральные порошки на фосфатной основе отрицательно влияют не только непосредственно на здоровье человека, но и наносят огромный ущерб окружающей среде.

Фосфат натрия имеет способность проходить через самые современные очистительные сооружения и попадать в открытые водоемы. Оседая на дно, он становится удобрением для сине-зеленых водорослей, которые начинают активно размножаться и вода начинает цвести. Всего 1 грамм фосфата натрия стимулирует образование 5-10 кг водорослей, а по данным журнала “Бизнес” в 2009 году в Украине было продано 180-220 тонн стиральных порошков, то есть по минимальным подсчетам в воду попало 27 тонн триполифосфата натрия. Сине-зеленые водоросли безобидны лишь на первый взгляд. Активное размножение сине-зеленых приводит к ухудшению вкусовых качеств воды и возникновению неприятного запаха. Повышение критической массы водорослей активизируют процессы саморазложения, которые приводят к использованию кислорода содержащегося в воде и выделению в воду метана, сероводорода, аммиака и других токсичных веществ. В результате гибнут не только рыбы, известны случаи массового отравления домашних животных, которые пили воду из водоемов, где наблюдалось цветение сине-зеленых водорослей. Особую опасность для людей может представлять момент начального этапа разложения биомассы сине-зеленых водорослей, когда клетки микроорганизмов не утратили в своем большинстве способности продуцированию альбо - токсинов, и азотосодержащие компоненты, отмерших клеток, начинают разлагаться, выделяя токсичные продукты распада. Если в 1965 году в 1 куб. м черноморской воды было не более 50 г. микроорганизмов, то сейчас в 20 раз больше.

3. Методы исследования

Теоретические (обзор литературы, анализ информации по данной теме)

Эмпирические (проведение исследования)

Анализ полученных результатов

3.1. Результаты собственных исследований

В предложенной работе представлены данные экспериментального опыта влияния синтетических моющих средств на жизнедеятельность водных растений издоровье человека.

Опыт мною проводился в микролаборатории ГБОУ ДОД Самарского детского эколого-биологического центра.

Тема «Влияние синтетических моющих средств на жизнедеятельность водных растенийи здоровье человека»

Цели работы :

Оборудование из комплекта: воронка стеклянная держатель для пробирок, палочка стеклянная, пробирки - 2шт., стакан на 50мл-2шт., стёкла покровные и предметные, столик для сухого горючего, штатив для пробирок, фильтр бумажный.

Оборудование из кабинета: микроскоп, спиртовка.

Реактивы и материалы: раствор СМС, хлорид калия или натрия, рН-тест (индикаторная бумага), чистая вода, веточки элодеи.

Ход работы

1. Поместила по веточке элодеи в стакан с чистой водой и в стакан с раствором СМС.

2. Через 20 минут описала изменения, происходящие с обеими веточками: цвет, форму, состояние листьев.

3. Приготовила два микропрепарата листа элодеи: из сосуда с чистой водой и из сосуда с раствором СМС.

4. Поочерёдно рассмотрела микропрепараты под микроскопом и сравнила состояние растительных клеток.

Наблюдения через 20 минут в растворе

Изменения растения
			(автомат)		(ручная стирка)
		не изменилась	не изменилась		не изменилась
		не изменился	коричневый		не изменился
Состояние листьев		более эластичное
Состояние растительных клеток
Растительные клетки
				(автомат)	(ручная стирка)
	сохранились			разрушение	сохранились

Очистка воды от СМС

Выводы:

При изучении влияния синтетических моющих средств на водные растения издоровье человека, было доказано, что под воздействием синтетических моющих средств (автомат) в листьях эладеи растительные клетки разрушаются. Соответственно это приводит к множеству нарушений в живых организмах.

Накапливаясь в активном иле, воде СМС угнетающе действуют на жизнедеятельность водных растений и здоровье человека в целом: кожа человека впитывает в себя химикаты и токсические элементы химических препаратов, при соприкосновении с кожей попадают внутрь организма. При попадании в организм человека, они, как правило, не выводятся, а накапливаются в нем, а это приводит к образованию в организме раковых клеток.

В результате очистки воды от СМС фильтратом 12 (хлорид натрия), я отметила, что чем выше концентрация соли, тем больше происходит нейтрализация СМС и раствор становится менее агрессивным.

Заключение

В заключение можно сказать, что проанализировав информационные источники по данной проблеме и проведенного мною эксперимента - исследования следует, что под воздействием синтетических моющих средств, в живых организмах возникает множество нарушений: состояние листьев - рыхлое, растительные клетки - разрушаются.

СМС отрицательно влияют не только непосредственно на здоровье человека, но и наносят огромный ущерб окружающей среде.

Я доказала, что накапливаясь в активном иле, воде синтетические моющие средства угнетающе действуют на жизнедеятельность водных растений и здоровье человека в целом.

Методом очистки воды от СМС является использование фильтрата 12 (хлорид натрия).

ЛитератураСборники, справочники, учебные пособия.

Алексеев В. А. 300 вопросов и ответов по экологии. - Ярославль: Академия развития, 1998.

Миллер Т. Жизнь в окружающей среде, т.1. -М.: Прогресс,1993.

Пономарева И. Н. Экология. - М.: Вентана - Граф, 2001.

Реймерс Н. Ф. Краткий словарь биологических терминов. Просвещение.

Феокисистова Н. Ю. Бегущие по воде. 2002.

Шульпин Г. «Химия стирки». Наука и жизнь. 2015.

Интернет- ресурсы.

Режим доступа:

Сайт http://www.grandars.ru/college/tovarovedenie/sinteticheskie-moyushchie-sredstva.html

Сайт https://www.webkursovik.ru/kartgotrab.asp?id=-175103

Литкина В.Ю. 1

1 Муниципальное Общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №25 им.Героя Советского Союза Остаева А.Е,

Дзагоева Р.Т. 1

1 Муниципальное Общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №25 им.Героя Советского Союза Остаева А.Е

Введение

Более двадцати лет назад моющие средства выпускались на Бурное развитие химической промышленности в последние десятилетия и вместе с тем рост потребностей и запросов современного человека привели к резкому увеличению выпуска продукции бытовой химии. В настоящее время в мире производится ежегодно около 30 млн. тонн товаров бытовой химии, а к концу нашего столетия эта цифра возрастет, вероятно, в 4-5 раз! химических заводах, количество их было гораздо меньше. Раньше посуду мыли содой или хозяйственным мылом. В некоторых населенных пунктах для стирки белья и других целей использовали древесную золу. Ее смешивали с водой, отстаивали и осветленный раствор использовали для стирки белья, посуды и многого другого.

Мы уже не можем представить свою жизнь без моющих средств, ведь без них было бы намного труднее справиться с мытьем посуды, полов и многого другого. Обилие моющих средств в наше время привлекает людей внешним видом и выгодной рекламой, но не многие интересуются их составом, свойствами. Большинство людей не задаются вопросом «какая польза или вред от того или иного средства?»

В каждом доме есть синтетические моющие средства. В состав большинства входит активный хлор. Мне известны данные, в которых сказано, что активный хлор не только наносит вред чистящим поверхностям, но и отрицательно влияет на слизистые оболочки и дыхательные пути.

Синтетические моющие средства выпускаются в различных агрегатных состояниях: аэрозоли, пасты, порошки и так далее. Кажущиеся безобидными стиральные порошки мировая наука давно классифицировала как наиболее опасные химические вещества, которые наносят вред окружающей среде и особенно здоровью человека.

Мыло и сода до недавнего времени считались основными моющими средствами. Сода смягчает воду и делает раствор более щелочным. Для смягчения воды применяли также тринатрийфосфат, а при стирке шерстяных тканей - нашатырный спирт.

Противоречивы и мнения ученых о влиянии на здоровье человека СМС

Множество аргументов, говорящих о пользе СМС было получено у ученых:

Не обязательно умягчать воду перед стиркой

Намного легче стирать СМС, чем жировым мылом

При комнатной температуре хорошо распадаются в воде

Активные вещества быстро разрушают грязь, фиксируя ее путем распада

Было замечено, что с помощью синтетических моющих средств можно стирать даже в морской воде.

Положительные качества можно перечислять еще долго, но теперь можно взглянуть на обратную сторону медали. Есть множество данных о том, какой вред наносят СМС на организм человека: у многих химические вещества из обычных стиральных порошков и жидкостей вызывают аллергию, раздражения кожи и слизистой глаз.

Недавно, учеными американского химического общества было доказано, что одной из причин появления рака могут стать СМС, ведь при очистке воды они не смываются полностью. Еще одним открытием стало то, что в организме млекопитающих поверхностно-активные вещества (ПАВ) в воде имитируют женские гормоны, увеличивая риск импотенции у мужчин и рака молочной железы у женщин. Я считаю, что мой проект актуален. Использование СМС часто вредит нашему здоровью, но без них бы тоже не можем обойтись.

Я решила провести опрос среди учителей и учеников моей школы № 25, чтобы узнать какие средства используют чаще, и проанализировать, чем обоснован их выбор. В качестве гипотезы было выдвинуто предположение о том, что если знать информацию о составе и свойствах моющих средств, то можно избежать проблем со здоровьем.

Цель работы - исследование синтетических моющих средств.

Для проверки гипотезы были поставлены и решены задачи:

Выяснить состав моющих средств.

Изучить химические особенности моющих средств и принцип их действий.

Выявить эффективность и безопасность синтетических моющих средств.

Провести социологический опрос с целью выявления наиболее популярных средств для мытья посуды, личной гигиены, стиральных порошков, сортов мыла.

Провести научный эксперимент, чтобы определить влияние СМС на окружающую среду.

Методы исследования

1.Социальный опрос

2. Научный эксперимент.

Основная часть

СМС (Синтетические моющие средства)- детергенты (от англ. Deterge- очищать)- разнообразные композиции неорганических и органических химических соединений.

Как правило, в современные CMC могут вводить два или несколько поверхностно-активных веществ. Так, моющие средства могут содержать одновременно неионогенные вещества, алкилсульфаты и сульфанол, а в некоторых случаях мыло. Средства, содержащие несколько поверхностно-активных веществ, как правило, лучше отстирывают белье.

Чтобы разрушить жировые загрязнения в моющие средства добавляют щелочи. В качестве щелочных добавок вводят соду и соль кремниевой кислоты.

Одними из важнейших добавок являются полифосфаты.

Триполифосфат натрия (как правило их вводят в СМС пастообразной и порошкообразной формы)

Триполифосфат калия или двойная соль триполифосфата (входит в состав жидких CMC).

Отсюда можно сделать вывод, что триполифосфаты умягчают воду, а также повышают моющую способность почти всех поверхностно-активных веществ. Благодаря триполифосфатам современными CMC можно стирать даже в морской воде.

Находящиеся в воде соли магния и кальция образуют со всеми поверхностно-активными веществами (включая мыло) нерастворимые в воде соединения и оседают на белье. Именно поэтому белье приобретает сероватый оттенок и становится жестким. Полифосфаты с солями кальция и магния образуют растворимые в воде соединения. Но для этого в моющем растворе их должно быть достаточно много. Поэтому при стирке в жесткой воде в стиральный раствор надо добавлять больше моющих средств, чем указано на упаковке.

Для стирки хлопчатобумажных и льняных тканей в некоторые средства добавляют химические отбеливатели, которым в большинстве случаев служит перборат натрия. Это соединение выделяет кислород при достаточно высокой температуре (выше 65 °С), в результате который окисляет и обесцвечивает органические соединения, одновременно дезинфицируя изделие. Отсюда можно сделать вывод, что стирать этими средствами цветное белье можно лишь при пониженной температуре, ниже 65 °С, при которой начинает действовать отбеливатель.

непрочность краски или природа волокон ткани вынуждает стирать только при низких температура например при 30-45°С, для дезинфекции белья применяют повторную его обработку раствором гипохлорита натрия. Точно таким же образом поступают, если хотят не только продезинфицировать белье при холодной стирке, но и одновременно провести более глубокое отбеливание белых вещей.

Очень трудно отстирываются загрязнения белкового происхождения (кровь, яичный белок, некоторые соусы и др.). Их можно удалить только специальными стиральными средствами, которые содержат ферменты (энзимы) - вещества биологического происхождения. За определенное время и при условии, что температура раствора не превышает 40°С, ферменты разрушают белки. Поэтому после замачивания грязного белья в растворах моющих средств, содержащих ферменты, белковые загрязнения легче удаляются при стирке. Но еще можно использовать холодную воду при смывании белкового загрязнения. Если вы видите на упаковке надпись с приставкой «био» то вы должны знать, что такие средства обязательно содержат различные ферменты. Замачивать белье в таких CMC надо обязательно при невысокой температуре - не выше 35-40 °С.

Кроме указанных веществ CMC могут содержать еще многие другие полезные добавки. Например, флуоресцирующие вещества(белые красители) добавляют для того, чтобы белье стало белоснежным, ведь они способны поглощать свет в ультрафиолетовой части спектра и излучают его в голубой. Чтобы у выстиранного белья был приятный запах, во все моющие средства вводят парфюмерные отдушки. Желательно растительного производства.

Некоторые вещества способствуют образованию в моющем растворе обильной пены; обычно рассчитаны для ручной стирки. Стабилизаторами пены служат обычно алкилоламиды. Некоторые хозяйки считают, что чем больше пены, тем лучше моющее средство. Мне кажется, что это всего лишь выдумка, ведь такое представление сложилось с тех времен, когда для стирки употребляли только мыло. Обилие пены не определяет моющую способность синтетических моющих средств.

Более того, есть поверхностно-активные вещества, которые без пены прекрасно снимают загрязнения. Пена, на мой взгляд, нужна лишь при ручной стирке вещей из тонких тканей, вязаных вещей и некоторых других, которые стирают, не смачивая сильно, чтобы при сушке они не потеряли формы. Обильная и устойчивая пена в моющих растворах выводит из строя саму машинку и приводит к износу белья. Мы уже говорили о том, насколько важно, чтобы грязь, перешедшая в стиральный раствор, оставалась в нем до конца стирки, не оседая на белье. Это обеспечивают поверхностно-активные вещества, однако для усиления эффекта в моющие средства для хлопчатобумажных и льняных тканей вводят еще дополнительный компонент - карбоксиметилцеллюлозу.

Существуют и другие функциональные добавки: стабилизаторы разложения химического отбеливателя, гидротропы - вещества, улучшающие растворимость компонентов, комплексоны - вещества, связывающие соли железа, а также соли кальция, магния и других металлов и т.д.

Классификация СМС.

В настоящее время для стирки выпускается широкий ассортимент различных средств. Их можно сгруппировать следующим образом.

I группа - средства для стирки: универсальные; используются для стирки различных тканей и предварительного замачивания белья.

II группа- средства комплексного действия, с помощью которых можно одновременно со стиркой, например, подкрасить или продезинфицировать вещи; эти средства предназначены обычно для ручной стирки.

III группа - отбеливатели; они удаляют с белья загрязнения, которые остались после стирки, а также отбеливают белье.

В IV группу входят подсинивающие средства.

V группа - средства для антистатической обработки, они применяются при последнем полоскании выстиранных изделий из капрона, найлона, ацетатного волокна и шерсти. После такой обработки на изделиях не накапливаются при носке электрические заряды.

VI группа - мягчители; они также используются при последнем полоскании изделий и придают тканям из хлопка, льна и вискозных волокон мягкий гриф - приятное ощущение бархатистости. После этой обработки ткань хорошо гладится.

VII группа - аппретирующие средства. Ими пропитывают ткани после стирки. В эту группу входят средства для подкрахмаливания, фиксации складок и гидрофобизирования тканей; последние придают тканям водоотталкивающие свойства.

Проведение социального опроса

Я провела опрос среди учеников и учителей, раздав им анкеты с вопросами, на которые нужно было ответить.

Какое средство вы используете для мытья посуды? Почему?

Каким мылом вы пользуетесь? Почему? Какой марке вы отдаете предпочтение?

На что вы обращаете внимание, когда покупаете моющие средства?

Что вам известно о составе моющих средств?

Каким средствам вы отдаете предпочтение для личной гигиены?

Результаты опроса

Большинство участников дало предпочтение моющему средству AOS, так как оно лучше отмывает любые загрязнения.

Из опрошенных мною людей, большинство используют твердое мыло, потому что жидкое мыло невозможно полностью смыть с рук.

В данном вопросе мнение людей разделилось, 50% пользуется гелем для душа. 35%- твердое мыло. 15% использует жидкое мыло.

Более 73 % процентов опрошенных людей ничего не знают о СМС и примерно 30% имеют общие представления.

Многие не представляют, какой вред несут за собой моющие средства.

Научный эксперимент.

Я провела эксперимент на трех стеблях крапивы. Поставив их в три разных стакана.

С обычной водой

С добавлением обычного твердого мыла

С добавлением домашнего мыла

На 1 фотографии прошло всего лишь 15 минут после того, как я поставила стебли с корневой системой в стаканы. Во 2-ом и 3-ем стакане мы можем заметить явную реакцию растений на синтетические моющие средства.

фотография 1

На 2-ой фотографии прошло 5 дней, с момента начала эксперимента. Здесь я могу отметить, что в 3-ем стакане листья пожелтели сильнее, чем в 2-ом. пожелтевшие листья. Это может быть связано с тем, что хозяйственное мыло предназначено для стирки содержит щелочь, а в 3-е мыло предназначено для мытья рук и может содержать масла для восстановления кожного покрова. Стебель, оставшийся в1-ом стакане, остается неизменным.

Фотография 2

На 3-ей фотографии прошла неделя после начала эксперимента. Мы можем уже во всех стаканах крапива начала желтеть, но во 2-ом и 3-ем стаканах их намного больше.

Фотография 3

На последней фотографии прошло две недели. Тут мы можем заметить пожелтевшие листья на всех трех ростах, но в первом стакане они незначительны по сравнению с остальными двумя.

Из проведенного мною эксперимента можно сделать вывод, что синтетические моющие средства плохо влияют на зеленые ростки крапивы. Из-за веществ, которые входят в состав СМС, растения начинают погибать быстрее, чем в обычной среде. Следовательно, детергенты пагубно влияют на всю окружающую среду в целом.

Вывод

В результате проведенной мной исследовательской работы я сделала вывод, что моющие средства, конечно, облегают труд и их очень легко найти. Каждое средство уникально по своему и прежде чем ими пользоваться нужно изучить состав, который написан на этикетках. А так же соблюдать инструкцию по их применению. Благодарю вас за терпение и ваше внимание на мое выступление. Надеюсь на то, что примите во внимание мою работу и будете соблюдать все правила изложенные мною выше. Как говорил Уильям Шекспир: «Здоровье дороже золота!» До свидания!

Используемые материалы:

«Химия для вас» А.М. Юдин, В.Н. Сучков, Ю.А. Коростелина

«Химия в быту» А.М. Юдин, В.Н. Сучков