Проект по экологии, работа была представлена на городской и областной олимпиадах по экологии.
В работе описаны методы исследования состава синтетических моющих средств.В ходе работы использовалось инновационное лабораторное оборудование AFS, проанализированы альтернативные варианты моющих средств, соответствующие экологическим нормам. Работая над проектом быловыдвинуто предположение о том, что в состав СМС входят вещества, оказывающие вредное воздействие на человека и другие объекты, рН СМС не соответствует рН кожи человека. В работе использовались различные методы исследования ( интервьюирование, эксперимент, анализ полученных результатов). Для оценки результатов использовался метод построения диаграмм.
Вложение | Размер |
---|---|
izuchenie_sms.doc | 555.5 КБ |
Оглавление.
Введение.
Глава I. Теоретические основы исследования влияния СМС на окружающую среду и организм человека.
1.1. Синтетические моющие средства.
1.2. Состав и назначение компонентов синтетических моющих средств.
1.3. Классификация СМС.
1.4. Химический состав синтетических моющих средств.
1.5. Принцип работы СМС.
1.6. Действие ПАВ на экосистему прудов, рек, озер.
Глава II. Методы и результаты экспериментальных исследований.
2.1. Исследование рынка производства СМС.
2.2. Социологический опрос.
2.3. Определение физико-химических характеристик моющих средств.
2.3.1. Качественный анализ порошков
2.3.2. Определение рН растворов моющих средств с помощью прибора «Vernier LaBQest»
2.3.3. Исследование на пенообразование
2.3.4. Определение качества отдушек
2.3.5. Влияние растворов СМС на протекание процессов коррозии железных и алюминиевых предметов.
2.3.6. Эффективность применения моющих средств для посуды.
Выводы
Заключение
Использованная литература.
Приложения.
Аннотация.
В работе описаны методы исследования состава синтетических моющих средств. В ходе работы использовалось инновационное лабораторное оборудование AFS. Также проанализированы альтернативные варианты, соответствующие экологическим нормам.
Введение.
Тема данного проекта, несомненно, актуальна, причем для каждого человека. Современные синтетические моющие средства для посуды прочно вошли в нашу жизнь и сегодня многие уже и представить не могут свой быт без них. Но насколько они безопасны и стоит ли слепо доверять рекламе, именно это мы и выясним ниже. Но если мы хотим достичь отличных результатов, мы должны знать, что мы используем, а главное как это влияет на нас и наш организм, окружающих людей и даже окружающую среду. Чем мыть посуду и не травить свой организм. Как принести пользу и не навредить?
Сейчас реклама предлагает нам сотни товаров, «навсегда избавляющих нас от грязи, пыли, микробов». Можно ли им верить? Или это очередное навязывание дорогостоящих, но при этом не качественных продуктов? Ведь есть вероятность того, что вместо чистого помещения мы заработаем аллергию или какую-нибудь болезнь.
В настоящее время развитие моющих средств достигло совершенства. На рынках их появилось великое множество. Все они различны, производители с каждым годом стараются усовершенствовать продукцию, сделать её более качественной и практичной. На сегодняшний день моющие средства значительно упрощают нам жизнь, делая уборку более легкой, не требуя особых усилий.
Бытовая химия окружает нас везде. Начиная с самого утра, заходя в ванную, мы чистим зубы пастой, моем руки, посуду, стираем, и так продолжается весь день. Включая телевизор, мы снова сталкиваемся с информацией о бытовой химии. Представители различных фирм рекламируют нам свою продукцию, убеждая в том, что именно она самая лучшая и самая надежная, гарантируя ее безопасность и качество. Люди приходят в магазины и, руководствуясь рекламой, покупают то или иное моющее средство. Часто бывает так, что покупатели обращают внимание только на ярку красивую упаковку, и даже не интересуются составом продукта.
На красивой упаковке написано многое, но правда ли это? Неужели производитель станет писать о вреде своего товара? В условиях постоянного увеличения количества новых химических веществ, поступающих в обращение, актуальной проблемой является их изучение в целях получения информации о потенциальной опасности веществ и разработки профилактических мероприятий, предусматривающих предотвращение неблагоприятного воздействия на организм человека и окружающую среду. Как известно, после использования все химикаты попадают в окружающую среду и пагубно на нее влияют, но мы об этом не задумываемся.
Чтобы ответить на все вышепоставленные вопросы и не навредить ни себе, ни своему здоровью, я и решила рассмотреть именно эту тему.
Целью работы над проектом было изучить само понятие синтетических моющих средств, изучить их влияние на человека, окружающую среду и животных, оценить вред и пользу, которые они приносят и, возможно, найти какие-либо альтернативы некачественной и дорогой продукции.
Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:
• Выяснить из различных источников информации состав СМС, влияние их на различные биологические объекты. Выявить их плюсы и минусы.
• Исследовать российский рынок по продаже СМС.
• Опытным путём определить физико–химические характеристики СМС, рН растворов, влияние СМС на биологические объекты.
• Результаты исследования оформить таблично и графически, сделать выводы.
• На уроках химии и биологии привлечь внимание учеников в проблеме моющих средств.
• Использовать материал данной работы на неделе химии и биологии в нашей школе.
В качестве гипотезы было выдвинуто предположение о том, что в состав СМС входят вещества, оказывающие вредное воздействие на человека и другие объекты, рН СМС не соответствует рН кожи человека.
Для этого я изучила составы некоторых моющих средств и свойства этих компонентов. Прочла несколько статей, посвященных влиянию продукции на человека, также включающих в себя информацию о тестировании бытовой химии на животных. Так же я нашла несколько альтернативных вариантов, соответствующих экологическим нормам.
Теоретическая и практическая значимость исследования заключается в том, что его основные положения и результаты могут быть использованы при преподавании школьного курса химии, биологии, экологии, на классных часах, при беседах с учениками и родителями.
Проблема использования средств бытовой химии очень актуальна и может быть изучена в последующих исследовательских работах.
Методы исследования: интервьюирование, эксперимент, анализ полученных результатов. Для оценки результатов использовался метод построения диаграмм.
Объект исследования: товары бытовой химии – синтетические моющие средства, средства для мытья посуды.
Предмет исследования: свойства СМС.
До появления синтетических моющих средств стирали только мылом. Оно и теперь занимает значительное место среди моющих средств.
Многие письменности позволяют считать, что уже в средине XI ст. слово мыло было понятным в Киевской Руси. Материалы истории дают основание допускать завоз мыла в Киевскую Русь из стран Востока, Византии и других.
При Петре I возникло в России производство зеленого мыла из конопляного масла и поташа. Центрами мыловарения в XVIII в. были Петербург, Москва, Валдай, Архангельск, Коломна, Калуга, Нижний Новгород, Курск, Томск, Тюмень, Тобольск, Иркутск. Мыловарение было распространено на Украине, в Эстонии, Грузии, Азербайджане.
Первые моющие средства появились более 5000 лет назад на Ближнем Востоке. Но их роль в нашей жизни не изменилась до сих пор. СМС в настоящее время употребляют для удаления различных видов загрязнений: пятна на одежде, ржавчина, грязная посуда и т. д.
В современном мире хорошей хозяйке совсем не обязательно использовать песок и кипяток для мытья посуды. Её выбору предоставляется огромное количество специально разработанных средств, которые, как утверждает реклама, способны отмыть посуду даже в холодной воде. Рекламные ролики, плакаты, буклеты и прочие средства воздействия на человеческое сознание утверждают, что “самые экономичные”, “с самым свежим запахом”, “имеющие самую удобную упаковку”, моющие средства “не вредят коже рук”, “не остаются на тарелках после мытья” и “обладают высочайшей эффективностью” по сравнению с никому не известным “обычным средством для мытья посуды”. Как сориентироваться среди многочисленного ассортимента и выбрать средство, подходящее по своим характеристикам именно вам? В своей работе мы постарались ответить на некоторые вопросы, и тем самым сберечь ваше время при покупке. Тем более что даже пристальное изучение этикетки не всегда может в полной мере помочь определиться с выбором моющего средства.
В последнее время наметилась тенденция увеличения производства синтетических моющих средств комбинированного действия.С каждым годом возрастает также выпуск синтетических моющих средств, содержащих ферменты, облегчающие удаление белковых загрязнений (средства с биоэффектом). В состав добавлялись различные отдушки, красители, вещества, которые лучше удаляли загрязнение. Если рассмотреть уборку помещения или стирку белья, то можно увидеть, что эта работа раньше занимала целые сутки или даже несколько. Из этого можно сделать вывод о том, что в настоящее время синтетические моющие средства обладают одной главной особенностью – это экономия времени. За экономией времени следует функция облегчения работы, что немало важно с нынешним ритмом жизни. Но помимо положительных свойств у СМС есть и отрицательные. Например, входящие в состав СМС различные отдушки, могут быть аллергенами, вызывать различные заболевания легких. Мы считаем, что наш проект очень актуален на сегодняшний день. Мы не можем обойтись без моющих средств, но их использование зачастую вредит нашему миру. Чтобы понять, как бороться с вредом, наносимым нам моющими средствами, мы, прежде всего, должны узнать о них больше, чем сообщается в рекламе. Мы решили провести исследование в нашей школе, чтобы выявить средства, пользующиеся наибольшим спросом, и проанализировать, чем обоснован выбор участников нашего исследования. Говорить да или нет СМС дело каждого человека, но если соблюдать определенные правила, то риск для здоровья будет минимальным. В качестве гипотезы было выдвинуто предположение о том, что в состав СМС входят вещества, оказывающие неблагоприятное воздействие на человека и другие биологические объекты.
Глава I. Теоретические основы исследования влияния СМС на окружающую среду и организм человека.
1.1. Синтетические моющие средства.
Синтетические моющие средства (CMC, детергенты), многокомпонентные композиции, применяемые в водных растворах для интенсификации удаления загрязнений с различных твердых поверхностей - тканей, волокон, металлов, стекла, керамики, В более узком смысле под СМС обычно понимают бытовые средства для стирки белья и одежды, мытья посуды.
Синтетические моющие средства обычно включают мицеллообразующие поверхностно-активные вещества (ПАВ), обладающие моющим, смачивающим и антистатическим действием, различные электролиты, комплексоны, добавки, обеспечивающие антиресорбционное действие (предотвращают повторное отложение частиц загрязнения), парфюмерную отдушку, маскирующую специфический запах композиции и ароматизирующую белье, а также всевозможные специальные добавки, оптические и пероксидные отбеливатели, ферменты, активаторы и стабилизаторы, растворители, гидротропы, ингибиторы коррозии, консерванты, пеногасители, красители, пигменты, антиоксиданты, наполнители - связующие (в кусковых синтетические моющие средства) и др.
Основа многих синтетических моющих средств - анионные ПАВ, например, алкилбен-золсульфонаты (преимущественно линейные, обладающие хорошей биоразлагаемостью), алкилсульфаты, алкилэтоксисульфаты, мыла, алкансульфонаты, а-олефинсульфонаты натрия.
Средства для ручного мытья посуды имеют примерно тот же состав, что и синтетические моющие средства для стирки; однако к вводимым в такие средства ПАВ предъявляются повышенные гигиенические требования - отсутствие токсичного и раздражающего действия. Практически все порошкообразные синтетические моющие средства содержат минеральные соли, из которых наиболее применяемы фосфаты: триполисфосфат Na, тринатрийфосфат, тетракалийпирофосфат и др., способные образовывать комплексы с поливалентными катионами, В жидких рецептурах преимущественно используют тринатрийфосфат, триполифосфат К и хлорированный тринатрийфосфат (в дезинфицирующих моющих средствах для посуды), в фермент-содержащих - небольшое количество солей Са или Mg. Полностью или частично функцию фосфатов в синтетических моющих средствах могут выполнять комплексоны - Na-соли нитрилотриуксусной кислоты (трилон А) и этилендиаминтетра-уксусной кислоты (трилон Б), соли этилидендифосфоновой и лимонной кислот, а также цеолиты, Использование эффективных заменителей фосфатов в синтетических моющих средствах весьма актуально в связи с загрязнением водоемов биогенными элементами. Количество комплексообразователей в синтетических моющих средствах составляет до 40% по массе.
В качестве электролитов-активаторов моющего действия в стиральные порошки вводят Na2SO4, Na2CO3 и Na2SiO3 (или жидкое стекло). Последние два (в кол-ве до 10% по массе) обеспечивают щелочную среду; Na2SiO3, кроме того, ингибирует корродирующее действие моющей композиции.
Пероксидные отбеливатели, например пероксоборат Na, вводят только в порошкообразные синтетические моющие средства в кол-ве 15-30%. При стирке синтетических тканей ярких расцветок используют активаторы отбеливателей, например тетраацетилэтилендиамин, пентаацетилглюкозу. Все они, взаимодействуя в растворе с перборатом, образуют надуксусную кислоту, которая фактически является низкотемпературным отбеливателем. Как альтернативу перборату применяют также стабилизированные товарные формы дипероксидодекандикарбоновой кислоты, гексагидрата пероксифталата Mg, алкилдипероксиянтарной кислоты и др. дипероксидикарбоновых кислот, пероксокарбонат и пероксосульфат Na. Эффективность низкотемпературного отбеливания повышается в присутствии бромидов и иодидов.
1.2. Состав и назначение компонентов синтетических моющих средств.
Моющие средства представляют собой многокомпонентные смеси веществ, водные растворы которых применяют для очистки поверхности различных тел от загрязнений. В состав большинства моющих средств помимо моющих веществ (поверхностно-активных веществ, растворы которых обладают моющим действием), входят соли неорганических кислот (фосфаты, карбонаты), усиливающие моющее действие, а также отбеливающие и дезинфицирующие вещества, пенообразователи или пеногасители, ароматизирующие вещества, красители и др.
Основу моющего средства составляют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Именно они и определяют его моющую способность. ПАВы подразделяются на два типа: ионные и неионогенные (неионные). Принципиальное отличие заключается в том, что неионогенные ПАВы не подвержены электролитической диссоциации, т. е. не распадаются в воде на положительно и отрицательно заряженные ионы, ионные ПАВы при взаимодействии с водой распадаются на ионы, одни из которых обладают адсорбционной (поверхностной) активностью, другие (противоионы) – адсорбционно неактивны. Ионные ПАВы называются анионными, если поверхностно-активные ионы несут отрицательный заряд, и катионными, если поверхностно-активны положительно заряженные ионы. Некоторые ПАВы в зависимости от условий, в которых они применяются, проявляют свойства или анионных, или катионных, поэтому их называют амфотерными или амфолитными. Анионные ПАВы – органические кислоты и их соли. Катионные – основания, обычно амины, и их соли.
В мировом производстве поверхностно-активных веществ большую часть составляют анионные вещества. Важнейшие представители синтетических анионных ПАВов – соли сульфокислот и кислых сульфоэфиров (алкилсульфонаты, алкиларилсульфонаты, алкилсульфаты) и сульфированные жиры, масла и жирные кислоты. Второе место по объёму промышленного производства занимают неионогенные ПАВы – эфиры полиэтиленгликолей. Катионные и амфотерные вещества имеют ограниченное применение и составляют небольшую долю в общем объёме производства ПАВов. Из катионных веществ наиболее важны соли четвертичных аммониевых и пиридиниевых оснований, обладающие бактерицидным действием. В состав почти всех современных средств для мытья посуды входит комплекс анионных и неионогенных ПАВов, призванных бороться с различного рода загрязнениями. Специалисты утверждают, что именно сочетание этих двух групп активных веществ способствует повышению эффективности моющего средства. Синтетические моющие средства обязательно содержат ряд вспомогательных веществ, улучшающих их моющую способность.
В состав моющих композиций иногда включают щелочные соли слабых неорганических кислот (карбонат и бикарбонат натрия, силикаты натрия, фосфаты различного состава), нейтральные соли (сульфат, хлорид натрия), соли перекисных кислот, обладающие отбеливающими и дезинфицирующими свойствами (перборат и перкарбонаты натрия).
Важную роль играют органические компоненты ПАВов: карбоксиметилцеллюлоза, предотвращающая ресорбцию (повторное отложение загрязнений из моющего раствора на отмытую поверхность), и так называемые гидротропы, увеличивающие растворимость и ускоряющие растворение ПАВов в воде. Некоторые моющие средства содержат ферменты, обеспечивающие удаление нерастворимых белковых загрязнений, органические бактерициды (гексахлорофен, трихлоркарбанилид и др.), стабилизаторы пены (например, алкилоламиды). Во многие моющие средства добавляют ароматические вещества (отдушки), призванные устранить неприятные запахи и придать вымытой поверхности свежий аромат.
Правда, запах яблока, лимона или, например, лесных ягод не означает наличие в данном средстве экстрактов вышеназванных плодов. Также в состав средств для мытья посуды могут входить вещества, смягчающие негативное воздействие на кожу рук. Самые распространенные добавки – глицерин, силикон и растительные экстракты. Глицерин и силикон обладают похожим действием, они создают на коже защитную пленку, препятствующую ее высыханию. С мокрой кожи влага испаряется гораздо интенсивнее, чем с сухой, поэтому при длительном контакте с водой коже необходима защита. Одновременно поверхностная пленка, создаваемая силиконом, способна защитить от проникновения вредных для кожи веществ, содержащихся в моющем средстве. Растительные экстракты смягчают кожу, обладают успокаивающим действием, снимают раздражение, которое может быть вызвано отдельными компонентами ПАВов (таким действием обладает, например, молочко «алоэ-вера»). Но даже при всех несомненных достоинствах этих добавок невозможно гарантировать вашей коже полную безопасность.
Суммируя все, мы можем выделить пять основных компонентов моющих средств.
1) Поверхностно-активные вещества являются главным компонентом моющих средств. Их цель – очистка загрязнений, посредством снижения поверхностного натяжения воды. Часто детергенты содержат несколько типов ПАВов, которые способствуют большей эффективности.
2) Вспомогательные вещества снижают концентрацию ПАВов, до уровня, необходимого для осуществления моющего действия. Помимо этого, создают щелочную среду и снижают жесткость воды. Некоторые из этих веществ предотвращают отложение солей на элементах посудомоечных и/или стиральных машин.
3) Отбеливающие элементы (в стиральных порошках) обладают двойным действием – помимо отбеливания обеспечивают гигиену.
4) Энзимы расщепляют белки до легко смываемых аминокислот.
5) В синтетических моющих веществах могут содержаться и другие добавки – стабилизаторы энзимов, оптические отбеливатели, вещества, предотвращающие повторное отложение грязи, стабилизаторы пены, ароматизаторы, ингибиторы коррозии.
1.3. Классификация СМС.
Современный ассортимент синтетических моющих средств весьма обширен.
Основную массу моющих средств составляют стиральные порошки (около 80%). В меньшем количестве выпускаются жидкие моющие вещества и пасты (около 20%).
По условиям применения выделяют СМС для низко– и высокотемпературной стирки, по способу применения – высокопенные (для ручной стирки) и низкопенные (для машинной стирки, в том числе для стирки в автоматических машинах).
В зависимости от назначения бытовые синтетические моющие средства делят на следующие основные виды:
1) Средства для стирки шерстяных и шелковых тканей. Они имеют рН 7–8,5.
2) Средства универсального назначения (рН 9–9,5) предназначены для тканей из смеси природных и синтетических волокон.
3) Средства для стирки хлопчатобумажных и льняных тканей имеют рН 10–11
4) Средства для мытья посуды, инвентаря, домашней утвари и др. представляют собой очень обширную группу синтетических моющих средств. Они выпускаются различной консистенции: жидкие, гелеобразные, пастообразные, сыпучие. Могут иметь различные ароматические добавки.
Следует отметить, что основным направлением развития ассортимента СМС является производство универсальных моющих средств с биодобавками, что дает возможность их утилизации после использования, а также обеспечивает функциональную пригодность для стирки изделий, как из природных, так и искусственных, синтетических волокон и их смеси. Начато производство гипоаллергенных СМС.
1.4. Химический состав синтетических моющих средств.
Первые моющие средства синтетической природы были изобретены в 1916 году немецким химиком Ф. Понтером, они имели промышленное предназначение, использовать их в бытовых целях было опасно. СМС, практически полностью безвредные для здоровья человека, не вызывающие раздражения кожи и слизистых, появились лишь в 1935 году.
Теперь поговорим о главном – о составе моющего средства, в зависимости от которого качества продукта могут существенно отличаться друг от друга. Итак, ниже перечислены наиболее часто употребляемые при производстве средств для мытья посуды синтетические компоненты, разделенные на группы с целью выделения их основного назначения:
• ПАВ (анионогенный и неионогенный), минеральная соль, бетаин, энзим, щелочь, лауретсульфат натрия, кокосовая и лимонная кислота – для удаления загрязнений;
• загустители, хлорид натрия, кокамид DEA – для повышения вязкости средства;
• гель алоэ вера, регулятор pН , глицерин, натуральные экстракты растений, лимонен, феноксиэтанол – для ухода за кожей рук;
• комплексообразователи - для смягчения воды;
• антибактериальные вещества, муравьиный альдегид, алоэ вера – для уничтожения микробов;
• карбамид, гидротропы, бензотиазолил – для ускорения растворения загрязнений в воде;
• цветонаполнитель и красители – для придания средству определенного цветового оттенка;
• парфюмерные составы, отдушки, ароматизаторы, натуральные экстракты растений – для придания средству запаха;
• стабилизаторы и лауретсульфат натрия – для образования пены;
• консерванты – для обеспечения сохранности качеств средства во время хранения.
Как мы заметили, количество натуральных компонентов в этом списке довольно невелико, соответственно можно сделать вывод, что все составы средств для мытья посуды базируются именно на синтетических составляющих. Эти компоненты действенны при удалении загрязнений и заботятся о наших руках, однако столь непривычные для простого обывателя химические элементы все же заставляют задуматься о том, что может попасть в наш организм с остатками средства для мытья посуды.
Основой синтетических моющих средств стали поверхностно-активные вещества (ПАВ), уменьшающие поверхностное натяжение воды, благодаря чему различные виды загрязнений удалялись намного эффективнее.
Отдельные средства для мытья посуды включают ферменты, обеспечивающие удаление трудно вымываемых белковых загрязнений, натуральные бактерициды и стабилизаторы пены, также в состав всех моющих средств входят вещества, отрицательно влияющие на организм человека:
Хлор отбеливатель - общее раздражение дыхательных путей, разрушение нервной системы. попадая через легкие в организм животного или человека, образует токсичных соединений откладывающие в жировых тканях.
Гидроксид натрия - сильный раздражитель кожи и слизистой, что очень вредно для глаз. При попадании в глаза может привести к слепоте. Обычно добавляют в моющее средство как обезжирователь.
Лаурилсульфат натрия - раздражитель кожи. Получил широкое распространение и в ходит в состав большинства домашних моющих средств, шампуней, а также в мыло для рук.
Пропиленгликоль - является канцерогеном, который изменяет структуру кожи, помогая тем же химическим веществам проникнуть через кожный покров в кровь.
Многие европейские страны отказались от всех этих вредных веществ и перешли на экологически чистые, еще двадцать лет тому назад!!!
Дело в том, что любое моющее средство каким бы хорошим оно не было, оно прежде всего предназначено для того чтобы вымыть посуду, а не защищать вашу кожу рук, от токсичного действия химии, эти два разных свойства, которые как не крути ну не уживутся в одном флаконе. Это всего лишь рекламный трюк. Моющие средство разрушает поверхностный липидный слой кожи, который выполняет защитные функции, вредные вещества проникают в кровь, вызывая покраснение кожи рук, аллергию, экзему. Например есть отзывы, что Ферри на кистях рук,вызывает экзему, онкологи предупреждают; мытьё посуды без перчаток приводит к онкологическим заболеваниям. Ведь хозяйкам приходится как минимум три раза в день окунать руки в воду с средством для мытья посуды, дышать испарениями.
Страшно даже представить, что может случиться, если вместо качественного моющего средства вам попадётся подделка. По информации оперативников почти каждый десятый флакон моющего средства, фальсификат. Почему фальсифицированная бытовая химия так легко попадает на прилавки магазинов и рынков? Продавцы иногда даже сами не подозревают что продают, не интересуются происхождением товара, и не требуют сертификатов.
Как нам простым потребителям распознать фальсификат?
Вылейте на небольшой бумажный листок каплю моющего средства. Приложите листок к плитке, если листок соскользнёт, то средство настоящее, если прилипнет, то это подделка.
Мошенники стараются замаскировать ядовитые ингредиенты, запахом. Чем интенсивней, резче запах средства для мытья посуды, тем больше вероятность того что это фальсификат.
Вот список основных компонентов, входящих в моющие средства современных марок: (приложение 2)
Состав средств для мытья посуды:
FAIRY | МИФ | БИОЛАН | ЗОЛУШКА | PRIL | |
Вода | + | + | + | + | + |
SODIUM LAURETH SULFATE | + | + | + | + | + |
неионогенное ПАВ | + | + | + | + | + |
Полипропиленгликоль | + | + | + | + | + |
Хлорид натрия (столовая соль) | + | + | + | + | + |
Отдушка | + | + | + | ||
POLYETHYLENEIMINE ETHOXYLATE PROPOXYLATE | + | + | + | ||
органический растворитель | + | + | + | ||
специальный растворитель | + | + | + | ||
Гидрооксид натрия (щелочь) | + | + | + | + | |
консервант | + | + | + | + | |
Пропиленгликоль | + | + | + | + | |
Красители | + | + | + | + | + |
Limonene (отдушка) | + | + | + | + |
1.5. Принцип работы СМС.
В состав СМС входят ПАВ, которые выполняют главную работу. ПАВ имеют два полюса – гидрофильный, то есть, тот, который любит воду, и гидрофобный, то есть, тот, который отталкивается водой, но легко соединяется с её противоположностью – с жирами.
Эффективность ПАВ состоит в том, что, связавшись с одним веществом, они повышают растворимость этого вещества в другом веществе, в котором ранее первое вещество не растворялось. Пример с синтетическими моющими средствами: гидрофобными группами эти средства соединяются с жирами. А гидрофильные части средств позволяют расщеплять жиры и в большей степени растворять их в воде, тогда как жиры сами по себе в воде не растворяются. Результат взаимодействия поверхностно активных синтетических (и не синтетических) моющих средств с жирами и водой – создание эмульсии. Эмульсия – это смесь двух жидкостей. СМС делают эмульсию жиров и воды устойчивой, жиры образуют очень–очень маленькие капли. В общем–то, это происходит каждый раз, когда вы моете жирную посуду с применением моющего средства. Обычно, при мытье посуды, большая часть моющих средств пропадает бесцельно. На удаление жиров идёт едва ли десятая часть моющего средства. Остальная часть СМС остаётся активным, способным к подавлению рыб и прочих водных животных. И эту часть нужно удалять.
1.6. Действие ПАВ на экосистему прудов, рек, озер.
Пройдя путь от магазина через нашу раковину, ванну, туалет, стиральную машину СМС попадают в канализацию, а из канализации в водоемы реки и т.п. В первую очередь страдают от синтетических моющих средств животные, которые живут в воде. Почему страдают именно они? Потому что СМС прилипают к жабрам и рыбы погибают. Влияют ли СМС на человека? Возможно, вы решите, что это странный вопрос. Ведь люди не плавают и не дышат жабрами. Однако, попадание синтетических моющих средств в организм человека с водой всё же возможно. В первую очередь это происходит, когда человек ест или пьёт из плохо промытой от детергентов посуды. Другой путь попадания синтетических моющих средств – во время купания. Он наиболее част для детей.В желудке находится соляная кислота. Она выполняет важную задачу – позволяет расщеплять белки пищи. Почему же тогда желудок не растворяется под её воздействием? Потому что он покрыт защитной оболочкой из слизи, которая постоянно вырабатывается клетками стенок желудка, которая разрушается под действием СМС. Значит, если в организм человека попадает СМС с недомытой тарелки, то защитная, отталкивающая воду оболочка вокруг стенок желудка, становится тоньше. Результат – развивается язва желудка.
Что же делать? Во–первых, мыть посуду преимущественно без синтетических моющих средств или с их минимальным количеством. Во–вторых, очень тщательно ополаскивать посуду, пить и готовить еду на воде очищенной специальными фильтрами. Растворяясь в воде, ПАВ существенно изменяют свойства воды, т.е. сильно понижают ее поверхностное натяжение (стремление воды уменьшать площадь своей поверхности), благодаря которой капля имеет сферическую форму. А ведь удивительные свойства водяной пленки использует целый ряд живых организмов. На ее поверхности обитают клопы, а водомерки, гладыши и жуки–вертячки держаться под ней. Личинки комаров, некоторые водяные жуки и различные улитки используют поверхность пленки в качестве опоры. 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, при намокании насекомое может утонуть. Водяная пленка для водомерок еще и источник информации. Основываясь на характере колебании водяной пленки, насекомое узнает, с какой стороны грозит опасность или где находится потенциальная жертва. 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.
Таким образом, уменьшение поверхностного натяжения воды приводит к гибели всех вышеперечисленных водных обитателей. К тому же, в синтетических моющих средствах находятся полифосфаты, образующиеся продукты гидролиза их не представляют угрозы для человека и животных, обитающих в воде, но считаются опасными для водных экосистем. Избыток фосфора инициирует следующую цепочку: бурный рост растений отмирание растений гниение обеднение водоемов кислородом ухудшение жизни организмов. Поэтому СМС еще и вещества, способствующие обеднению водоемов кислородом. Они опасны для всего живого в воде даже в очень малых концентрациях. 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.
Глава II. Методы и результаты экспериментальных исследований.
2.1. Исследование рынка производства СМС.
Российский рынок СМС в последние годы демонстрирует значительный рост, причинами которого является рост уровня доходов населения и изменения в культуре потребления товаров бытовой химии. Тем не менее, уровень потребления синтетических моющих средств в России остается одним из самых низких в Европе. Так, по данным социологов и медицинских работников, уровень потребления моющих средств в различной товарной форме должен составлять не менее 7кг. в год. В России потребление на душу населения составляет около 4 кг. в то время как среднее потребление стирального порошка в Германии составляет 10–12 кг в год, в Великобритании – 14,2 кг, во Франции – 15,6 кг, в странах Северной Америки – 28 кг. Россияне потребляют 4 кг стирального порошка в год. Выпуском синтетических моющих средств в нашей стране занимаются около 70 предприятий. При этом среди производителей заметно выделяются четыре крупнейших, на которые приходится максимальная доля мощностей.
На P&G приходится 30 % всех мощностей, “Хенкеля” — 16%, “Сода” (5%) и другие (4%). Диаграмма производства СМС российскими предприятиями (приложение 3)
В настоящее время рынок бытовых средств делят между собой международные и российские производители. В России, как и на мировом рынке бытовых моющих средств, наблюдается устойчивая тенденция расширения зоны присутствия ведущих мировых производителей. Наиболее типичной стратегией вхождения в новые рынки стало приобретение небольших убыточных предприятий. В 2009 году, по экспертным данным, в общероссийском производстве доля отечественных производителей составила 32%, доля предприятий с участием иностранного капитала составила 68%, в то время как в 2005 году отечественным предприятиям принадлежало более двух третей рынка, иностранным – треть. Доля отечественных предприятий в производстве СМС (приложение 4).
В десятку самых популярных брендов по объемам розничных продаж входят: Fairy(P&G), Pril (Henkel), Dosia (Reckitt Benckiser), Sorti (”Нефис Косметике”, “Миф” (P&G), “Биолан” (Henkel). По данным компании ACNielsen, их суммарная доля в натуральном выражении составляет 73,2%.
2.2. Социологический опрос.
Что бы узнать, какой порошок и какое средство для мытья посуды наиболее популярны в нашем городе, мы провели анкетирование учеников школы и их родителей. В опросе участвовало 95 учащихся 8 – 11 классов и их родители.
Был задан один вопрос
Результаты опроса представлены на диаграмме (приложение5)
Анкетирование показало, что самым популярным средством для мытья посуды является «Fairy», на втором месте по популярности – «Pril».
По данным социологического опроса для дальнейшего исследования было отобрано 5 видов самых популярных моющих средств : «Золушка», «Миф», «Fairy», «Pril», «Биолан».
2.3. Определение физико-химических характеристик моющих средств.
2.3.1. Тест №1 Качественный анализ моющих средств
Применение любого средства бытовой химии должно начинаться с изучения данных на этикетке. И чем точнее эти данные, тем достовернее информация. На упаковке качественного и нефальсифицированного моющего средства составляющие его основные химические компоненты должны быть указаны ОБЯЗАТЕЛЬНО! По ним мы можем судить о наличии или отсутствии в порошке ПАВ, фосфатов, хлора, энзимов или других вредных веществ. Если же данных о составе порошка нет на упаковке, - пользоваться им просто опасно! Внутри такой пачки может оказаться все, что угодно. Известны случаи, когда попытки помыть посуду неизвестным составом приводили к развитию тяжелой экземы и язв на руках.
Изучению подверглись средства для мытья посуды следующих марок: «Золушка», «Миф», «Fairy», «Pril», «Биолан».
Из этикеток исследуемых моющих средств для посуды мы определили, что:
2.3.2. Тест 2 Определение рН растворов моющих средств с помощью прибора «Vernier LaBQest»
Материалы и оборудование
Методика проведения
Одним из требований к использованию моющих средств для посуды является то, что они должны обладать нейтральным или слабо кислым рН раствора (рН=5,5). Из данных этикеток средств ими обладают все исследуемых образцы. При измерении рН растворов СМС было обнаружено, что среда их растворов щелочная: у «Pril» «Золушка» – щелочная (рН=7,2),исключение составляет «Биолан» (рН=6,5), а у «Миф», «Fairy», – сильнощелочная (рН=8,2; 8,4), а это отрицательно влияет на кожу рук. (приложение 7)
2.3.3. Тест №3 Исследование на пенообразование
Среди домохозяек бытует устаревшее мнение, что для успешного мытья посуды необходима обильная пена. Однако это представление справедливо лишь для средств на основе мыла. В случае синтетических моющих средств прямой связи между моющей и пенообразующей способностью нет. Чем выше пена, тем выше концентрация а-ПАВ. Вообще, представление о высоте пены как критерии качества моющего средства - один из распространенных мифов, возникших еще во времена использования примитивных сортов хозяйственного мыла. Большая пена - это красиво, но в ней много ПАВ. Современные эффективные бесфосфатные порошки "запрограммированы" на ограниченное пенообразование, так как обильная пена во многом ухудшает потребительские свойства и значительно затрудняет промышленную очистку сточных вод.
Итак, для выявления наилучшего средства - пенообразователя нами были использованы следующие марки: Fairy ,Pril, Биолан ,Миф, Золушка.
Наибольшее количество пены содержали средства таких марок, как Fairy, Миф, Золушка; меньшее- Биолан; совсем незначительная пена содержалась в средстве Pril (приложение 8)
2.3.4. Тест №4 Определение качества отдушек (стойкость и специфичность запахов растворов моющих средств)
Наличие сильного запаха свидетельствует о большом количестве отдушек. Если запах поменял свою специфичность, то это свидетельствует о плохом качестве отдушек. Победителем в этой номинации оказалось средство «Pril », самые плохие результаты у «Fairy». (приложение 9)
Название средства | Специфичность запаха | Специфичность запаха через 10 минут |
Fairy | Сильная, неприятная | Умеренная, неприятная |
Pril | Слабая, приятная | Нет изменений |
Биолан | Слабая, неприятная | Слабая, неприятная |
Миф | Умеренная, приятная | Слабая, приятная |
Золушка | Слабая, приятная | Нет изменений |
2.3.5. Тест №5 Влияние растворов СМС на протекание процессов коррозии железных и алюминиевых предметов.
Коррозию металлов в растворах СМС рассматривали в экспериментах при комнатной температуре (20 С) с трехкратным повторением. В 20-мл-пробирки помешались полоски алюминия размером 50х5х2 мм и железные скрепки длиной 80 мм. Затем приливалось по 10мл 0,1% растворов исследуемых моющих средств. Длительность проведения эксперимента 15 дней. При утилизации использованные растворы СМС непосредственно соприкасаются с металлическими трубами канализации.
Результаты исследовательской работы показали, что все образцы моющих средств усиливают коррозию алюминиевых поверхностей. Через 15 дней на поверхности алюминиевых полосок образовались сгустки белого вещества, не растворимые в воде. Качественные реакции подтвердили, что в растворах опытных образцов содержатся ионы Аl3+ в большом количестве.
Острая токсичность А1 невелика. Первые данные о токсичности Аl получены в 70-х гг. XX в. Поступающие в организм с водой и пищей ионы Аl в форме нерастворимого фосфата выводятся с фекалиями, а частично всасываются в желудочно-кишечном тракте в кровь и выводятся почками. Если же деятельность почек нарушена, происходит накапливание Аl, сопровождающееся ростом хрупкости костей, нарушением метаболизма Са, Mg, P, F и развитием различных форм анемии. Обнаружены и более грозные проявления токсичности Аl: нарушения речи, провалы памяти, нарушение ориентации, помутнение рассудка, конвульсией, а порой и гибель пациентов с почечной недостаточностью, проходивших лечение на аппаратах гемодиализа. Токсичность Аl явилась «ударом в спину» для человечества.
Коррозия железа более интенсивно протекала в растворах образцов «Fairy» и «Миф». В пробирках наблюдается образование бурых гранул и бурого налета ржавчины на железных гвоздях. В растворе «Биолан» процессы коррозии протекают медленнее, что подтверждает наличие в этих пробирках вещества серо-зеленого цвета, при качественном анализе соответствующего гидроксиду железа (II).
Полученные данные позволяют сделать вывод, что все исследуемые растворы моющих средств для посуды способствуют усилению коррозии на железных и алюминиевых предметах. (приложение 10)
2.3.6. Тест №6 Эффективность применения моющих средств для посуды.
Легко смывается водой, не оставляя разводов и придаёт посуде блески изумительную чистоту. Эффективно удаляет все остатки жира с посуды не только в горячей, но и в холодной воде. Реклама — рекламой, но результаты исследовательской работы оказались противоположными.
Вывод: моющие средства наиболее эффективно действуют в горячей воде, очень плохо смываются, образуя стойкую обильную пену, поэтому требуют тщательного ополаскивание и расхода большого количества воды.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ.
Выводы
Заключение
Как регламентируются моющие средства?
В Евросоюзе в соответствие с Регламентом ЕС № 259/2012, на этикетке должна быть приведена информация о содержание продукта. Точной детализации разработки не требуется, типы или категории ингредиентов должны быть указаны в процентном диапазоне. Кроме того, определенные категории ингредиентов должны быть перечислены независимо от концентрации, например, ароматы.
В России производителей чистящих средств, в соответствии с Техническим Регламентом ТС «О безопасности синтетических моющих средств и товаров бытовой химии» от 2010г., не обязывают перечислять полный перечень входящих в состав веществ, за исключением очень скромного списка.
Что делать?
Изучать состав средства, которое хотите использовать в своем доме.
Какие вещества в составе: мягкие ПАВ, отсутствие ЭДТА, искусственных ароматизаторов, есть ли защищающие кожу добавки и др.
Разумно отдать предпочтение моющим жидкостям с более мягкими ПАВами в составе, на Российском рынке они хоть и не широко, но представлены.
Особенно это важно для мытья детской посуды.
Использовать небольшое количество, средства непосредственно во время мытья посуды, можно его предварительно развести.
Тщательно промывать посуду под проточной водой уже без использования моющего средства и губки, которой вы мыли посуду, так как на ней, даже при полоскании, остается немалое количество жидкости для мытья посуды.
Экологические альтернативы.
Хотя все ПАВ являются химически синтезированными, но в случае получения ПАВ из растительного сырья, они не оказывают агрессивного действия на организм человека и элементы окружающей среды.
Отличительным показателем экологического стирального порошка является то, что в его составе присутствуют только биологически разлагаемые ПАВ или экосурфактанты, полученные на основе взаимодействия глюкозы, получаемой из риса, картофеля или пшеницы, и жирных спиртов выделенных из рапсового, кокосового или пальмового масла. Нередко для создания экосурфактантов используют микроорганизмы: бактерии, дрожжи, грибы или компоненты мембран, присутствие которых способствует быстрому разложению ПАВ в природной среде.
Экологические стиральные порошки не содержат фосфатов, - во многих странах они просто запрещены специальными законами уже более 20 лет.
Вместо фосфатов экологические производители используют натрия дисиликат, который служит для умягчения воды и повышает эффективность стирки. Этот минерал добывается естественным образом, и присутствует на планете в огромных количествах (75 % внешней земной коры состоит из силикатов). Именно поэтому экологическое производство не приводит к истощению и повреждению экосистемы.
Натрия дисиликат используется не только в качестве смягчителя, он также препятствует отложению солей на внутренних конструкциях стиральных машин. Наибольший эффект достигается при стирке порошком, который содержит от 15-55% натрия дисиликата.
Удачным дополнением, усиливающим моющее действие порошка, является цеолит - природный элемент вулканического происхождения. Цеолит «счищает» с поверхности ткани ворсинки, содержащие загрязнение, после чего одежда и белье приобретают гладкость, становятся приятными на ощупь.
Помимо перечисленных соединений в состав моющего средства могут входить вспомогательные добавки, повышающие его моющую способность, такие как карбоксиметилцеллюлоза, карбоксиметиловый крахмал, а также ферменты (энзимы), такие как протеазы, амилазы и липазы.
Карбоксиметилцеллюлоза добавляется с целью предотвратить повторное оседание частиц грязи из моющего раствора на поверхность ткани, а ферменты для быстрого удаления загрязнений белкового происхождения, такие как кровь, молоко, яйцо, какао.
Экологические стиральные порошки могут содержать энизмы, а могут и не иметь их в своём составе, в зависимости от вида порошка. В производстве энзимов для экологических стиральных порошков запрещено применение генно-модифицированных организмов.
Стиральными порошками, которые содержат энизмы, не следует стирать одежду из натуральных волокон: шерсть, шелк. В данном случае энизмы могут испортить вещь, разрушить структуру ткани.
Вместо агрессивных хлорсодержащих и оптических отбеливателей в составе экологического стирального порошка используются стабилизаторы пероксидных соединений и водорастворимые органические комплексообразователи.
Наиболее распространенный экологический отбеливатель – это натрия карбонат пероксид (относительно безопасное соединение для окружающей среды), которые бережно отбеливает ткань, не разрушая ее структуры. Поэтому экологические порошки можно использоваться для стрики цветной одежды и белья, не волнуясь о том, что ткань потеряет первоначальный цвет.
В составе экологических порошков вместо нефтехимических синтетических отдущек применяются экстракты - эфирные масла из семян, листьев, кожуры и других частей растений. Они либо напрямую используется в производстве либо перерабатывается, но при этом, особое внимание уделяется тому, чтобы при переработке был на 100 % использован потенциал природы.
Как правило, в экологических стиральных порошках в качестве отдушки используются эфирные масла цитрусовых лимонен (Limonene), также применяется линалоол (Linalool) – вещество, которое содержится в эфирном масле кориандра, шалфея мускатного, лаванды, мяты перечной.
На самом деле аллергические реакции могут возникнуть, как от воздействия натурального, так и синтетического компонента, но практика показывает, что аллергические реакции проявляются гораздо реже при использовании экологических средств, чем при использовании продукции, основанной на нефтехимическом сырье.
Моющие средства заканчивают свой путь в водной среде (водоочистительные сооружения, реки, резервуары и т.д.), поэтому компании производители экологических моющих средств, следят за тем, чтобы их продукция разлагались быстро и полностью. Эковер (Ecover Бельгия), например, проводит испытания на полную биоразлагаемость всего продукта целиком, а не только ПАВ, которые являются лишь небольшой частью формулы средства.
В целом экологические чистящие и моющие средства отличается тем, что не содержат хлор, фосфаты, фталаты, парабены, синтетические ароматизаторы, оптические отбеливатели и др. потенциально опасные вещества. При этом современная экологическая продукция обеспечивает превосходные чистящие результаты и без этих сильных по воздействию ингредиентов. Состав экологических чистящих и моющих средств подобран таким образом, чтобы обеспечить высокие потребительские качества товара, его безвредность для человека и, одновременно, не причинить ущерба окружающей природной среде.
На сегодняшний день перед думающим человеком встает вопрос поиска натуральных повседневных средств для дома, личной гигиены и косметики. Каждый из нас может что-то изменить в наиболее важной части в этом мире – в своем доме. Можно освободиться от токсичных химикатов в вашем доме прямо сейчас. Можно быть информированным потребителем. Есть варианты, есть альтернативные средства, они выпускаются осознающими опасность компаниями и их продукции можно доверять.
К недостаткам экологических средств можно отнести только то, что они значительно дороже токсичных чистящих средств, но, это частично компенсируется их экономичностью в использовании. Плюс деньги поступают к ответственной компании, а не к крупному производителю, который добавляет фосфат в стиральный порошок, чтобы увеличить прибыль.
Альтернативой современным моющим препаратам могут послужить “бабушкины” средства, но их нельзя использовать в современных посудомоечных машинах. Также на современной кухне вряд ли найдется много предметов, которые мы рискнем потереть “песочком”, например, содой, не боясь поцарапать и испортить покрытие.
РЕКОМЕНДАЦИИ ( приложение 11)
Как регламентируются моющие средства?
В Евросоюзе в соответствие с Регламентом ЕС № 259/2012, на этикетке должна быть приведена информация о содержание продукта. Точной детализации разработки не требуется, типы или категории ингредиентов должны быть указаны в процентном диапазоне. Кроме того, определенные категории ингредиентов должны быть перечислены независимо от концентрации, например, ароматы.
В России производителей чистящих средств, в соответствии с Техническим Регламентом ТС «О безопасности синтетических моющих средств и товаров бытовой химии» от 2010г., не обязывают перечислять полный перечень входящих в состав веществ, за исключением очень скромного списка.
Что делать?
Изучать состав средства, которое хотите использовать в своем доме.
Какие вещества в составе: мягкие ПАВ, отсутствие ЭДТА, искусственных ароматизаторов, есть ли защищающие кожу добавки и др.
Разумно отдать предпочтение моющим жидкостям с более мягкими ПАВами в составе, на Российском рынке они хоть и не широко, но представлены.
Особенно это важно для мытья детской посуды.
Использовать небольшое количество, средства непосредственно во время мытья посуды, можно его предварительно развести.
Тщательно промывать посуду под проточной водой уже без использования моющего средства и губки, которой вы мыли посуду, так как на ней, даже при полоскании, остается немалое количество жидкости для мытья посуды.
Более ответственно относитесь к выбору моющих средств и не позволяйте рекламам обманывать себя. Не забывайте о том, что на этой планете будут жить нашит дети и внуки, и мы должны заботиться об их будущем и здоровье. С увеличением численности населения нашей планеты неизбежно возрастает количество и разнообразие моющих средств, которые пагубно влияют не только на человека, но и на окружающую среду. Мы надеемся, что в ходе прогресса будут изобретены белее безопасные моющие средства, которые будут иметь возможность полностью растворяться в воде, не образуя вредных химических соединений.
Своей работой я лишь хочу попытаться привлечь внимание людей к этой проблеме, показать, что довольно просто защитить свое здоровье и здоровье своих детей – руководствоваться простыми правилами техники безопасности при работе с моющими средствами и внимательнее относиться к выбору продукта.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Снежный всадник
Крутильный маятник своими руками
Карты планет и спутников Солнечной системы
Что такое музыка?
Муравьиная кухня