Химический состав синтетических моющих средств и их влияние на окружающую среду. Экологические аспекты использования синтетических моющих средств в быту и промышленности Влияние моющих синтетических средств на водную среду


Введение
На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор, как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики,так на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.
Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них - газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения(моющие и чистящие средства,порошки,аэрозоли, спреи,выхлопные газы).
Проблема загрязнения экологии моющими средствами занимает одно из лидирующих мест в современном мире.
Данная тема весьма актуальна для нас,т.к мы живем в этой экологии,окружающей среде,и сами же являемся источником загрязнения природы.
Моя задача:
-попытаться объяснить,как различная химия влияет на окружающую среду;
-выяснить,к каким последствиям приводит чрезвычайное использование химических моющих средств;
-попытаться найти плюсы и минусы использования моющих средств.
    Химическое загрязнение атмосферы
Свой реферат я начну с обзора тех факторов, которые приводят к ухудшению состояния одной из важнейших составляющих биосферы - атмосферы. Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями. однако последствия употребления огня,которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем. что дым мешал дыханию и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незаконченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами,занимая неизмерно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической Древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями.
Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека.
В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленно производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ, металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загряз-нители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических. физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки.
      Химическое загрязнение природных вод
Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия(моющие средства,аэрозольные вещества) промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственные ой веществ – загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по- разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической.
      Синтетические поверхностно - активные вещества
Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающий 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 морскою среду. СМС содержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингридиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода,карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия). В зависимости от природы и стриктуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенные среди СПАВ являются анионо-активные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточные водах промышленности связано с использованием их в таких процессах. как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий, получение полимеров улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов.
    Особенности загрязнения почвенных экосистем поверхностно-активными веществами
В настоящее время в мире производится около 80 тысяч видов химических продуктов. Каждый год на рынок поступает более тысячи новых. В мире используется около 250 млн. т органических химических веществ, значительная часть которых после использования бесконтрольно попадает в окружающую среду. Колоссальные количества веществ антропогенной природы не могут не изменять состав природных сред на планете. Влияние на здоровье человека загрязняющих веществ имеет свои особенности. Химические вещества, как правило, поступают в организм человека не непосредственно, а по пищевым цепочкам; почва – вода – человек, почва – вода – растения – человек, почва – растения – животное – человек.ПАВ, вступая во взаимодействие с клетками, способствуют развитию атеросклероза, интенсификации белкового и углеводного обмена, нарушению функции печени, почек, иммунной и репродуктивной систем. При совместном присутствии ПАВ, металлов, пестицидов, других веществ, токсичность их усиливается [ 12 ]
Отходы поступают в окружающую среду в твердом, жидком состоянии, а также в форме аэрозольных выбросов. Почвы загрязняются как непосредственно, так и через атмосферу и гидросферу. Загрязнение воздуха и вод неизбежно сопровождается загрязнением почв.В последнее время среди загрязняющих веществ все чаще встречаются поверхностно- активные вещества. Это связано с широким использованием синтетических моющих средств. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) – вещества, которые используются в промышленности и в быту как моющие средства, загрязняют окружающую среду с отходами коммунально-бытовой деятельности. В состав ПАВ обычно входят одна или несколько групп поверхностно-активных агентов и несколько связывающих центров. Эти группы снижают поверхностное натяжение жидкости, в которой они растворяются, образуют стабильную эмульсию с частицами удаляемых веществ, снижают жесткость воды. В состав ПАВ входят также связывающие компоненты. Они могут взаимодействовать с ионами кальция и магния, присутствующими в виде солей в жесткой воде, а также в составе твердых веществ. Наиболее распространено использование в качестве связывающих компонентов смеси полифосфатов с триполифосфатом натрия.[ 11 ]
Мировое производство ПАВ составляет 2–3 кг на душу населения в год. Примерно 50% производимых ПАВ используется для бытовой химии, остальное в промышленности и сельском хозяйстве. Одновременно с ежегодным ростом производства ПАВ соотношение между их применением в быту и промышленности изменяется в пользу промышленности.ПАВ находят применение более чем в 100 отраслях народного хозяйства. Большая часть производимых ПАВ используется в составе моющих средств, в производстве тканей и изделий на основе синтетических и природных волокон. К крупным потребителям ПАВ относятся нефтяная, химическая промышленности, промышленность строительных материалов и ряд других. Применение ПАВ определяется их поверхностной активностью, структурой адсорбционных слоев и объемными свойствами растворов. Поверхностно-активные вещества используют в качестве диспергаторов при измельчении твердых тел, бурении твердых пород (понизители твердости), для улучшения смазочного действия, понижения трения и износа, интенсивности нефтеотдачи пластов и т.д.
      О влиянии моющих средств на окружающую среду
По данным исследований в российские реки, озера и моря попадает 300-400 тысяч тонн триполифосфата натрия в год. А всего 1 грамм триполифосфата натрия стимулирует образование 5-10 кг. водорослей!От экологической катастрофы Россию спасает то, что для роста и развития водорослей нужны свет и тепло. И все же, несмотря на холодные зимы, фосфаты накапливаются, водоросли растут. «Цветет» Волга, особенно в нижнем течении, цветут другие реки - и большие, и маленькие. На природу отрава из пачки стирального порошка действует медленно, но верно. Ведь водоросли, разлагаясь, выделяют в страшных количествах метан, аммиак, сероводород. Мы-то выживем, а все, кто живет в воде?
Практически во всех странах фосфаты запрещены, а у нас в России концентрация фосфатных добавок "запредельная" - до 50-60 %. Те же фирмы, которые в своих странах выпускают бесфосфатные порошки, в России, под теми же торговыми марками производят порошки с фосфатами. А уж производители отечественных порошков о вреде фосфатов и слушать не хотят т.к себестоимость бесфосфатного порошка вырастает процентов на 20.
      Пути решения экологических проблем
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 матушки-природы.
и т.д.................

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.

    1. Объект исследования:

Влияние синтетических моющих средств на водную среду обитания.

    1. Предмет исследования:

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

    1. Цель исследования:

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

    1. Задачи:

    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.

    1. Гипотеза:

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

    1. Методы исследования:

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

    1. Практическая значимость:

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 :

      • изучение влияния синтетических моющих средств на водные растения издоровье человека, ознакомление с методом очистки воды от СМС.

        на примере растения Элодея доказать, что синтетические моющие средства наносят вред живому организму.

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

Выходные данные сборника:

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ МОЮЩИХ СРЕДСТВ В БЫТУ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Лыгин Сергей Александрович

канд. хим. наук, доцент Бирского филиала Башкирского государственного университета, РФ, г. Бирск

Нуртдинова Расиля Рафилевна

студент факультета биологии и химии Бирского филиала Башкирского государственного университета , РФ, г. Бирск

ECOLOGICAL ASPECTS OF SYNTHETIC DETERGENT AND DOMESTIC OF INDUSTRY

Sergei Lygin

candidate of chemistry, associate Professor Birsk branch of the Bashkir State University, Russia Birsk

Rasily Nurtdinova

student of biology and chemistry Birsk branch of the Bashkir State University, Russia Birsk

АННОТАЦИЯ

В статье поднимается вопрос проблемы защиты окружающей среды и выбора синтетических моющих средств, которые в меньшей степени наносят ущерб природе. Рассмотрены экологические аспекты использования синтетических моющих средств (СМС) в быту и промышленности и предложены возможные способы решения этих проблем.

ABSTRACT

In article the question of a problem of protection of an environment and a choice of synthetic washing-up liquids which to a lesser degree damage to the nature rises. Ecological aspects of use of synthetic washing-up liquids in a life and the industry are considered and possible ways of the decision of these problems are offered.

Ключевые слова: экология; синтетические моющие средства; поверхностно-активные вещества; отдушка; химические отбеливатели; биодобавки.

Keywords: ecology; synthetic detergents; surfactants; flavouring agent; chemical bleaches; biologically active additives.

В связи с быстрыми темпами развития химической промышленности, появилось огромное количество разнообразных товаров бытовой химии, получивших широкое распространение. Современный быт человека в настоящее время уже нельзя представить без использования различных моющих средств. Популярность моющих и чистящих средств неуклонно растет, расширяются области их применения, увеличивается выпуск.

Многие ведут споры о пользе или вреде моющих средств, но никто не может прийти к единому мнению. Одни считают, что средства, из-за своего химического состава приносят только вред, оказывая пагубное влияние на кожу и организм в целом. Ещё одним неоспоримым фактом вреда синтетических моющих средств (СМС) является то, что после использования, как правило, попадают в окружающую среду. Некоторые через очистные сооружения, а около 30 %, особенно в сельской местности, попадают в почву (сад, огород, улица) напрямую.

Другие утверждают, что моющие средства не могут нанести вред организму, так как их основная задача - очищение кожи, посуды, одежды и т. д. Так или иначе, можно считать, что обе стороны правы. Современному человеку очень сложно обходиться без СМС, ведь сейчас темп жизни людей носит ускоренный характер, а СМС, обладающие свойствами быстро и эффективно справляться с бытовыми проблемами (удаление пятен, жира и т. д.) стали необходимой потребностью практически каждого человека. Это экономит массу времени и сил, что является большим плюсом в пользу СМС.

Но в составе моющих средств содержится большое количество вредных для организма веществ, что объясняет присутствие опасности в этих средствах. Все товары различаются по своему химическому составу и степени опасности, которую они представляют для людей и окружающей среды при неумелом использовании.

В настоящее время, как никогда, актуальна проблема защиты окружающей среды, и выбор СМС, которые в меньшей степени наносят ущерб природе, имеет значительную роль.

Цель работы - выявить экологические аспекты использования синтетических моющих средств в повседневной жизни и промышленности.

Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

· изучить химический состав синтетических моющих средств;

· выявить некоторые экологические проблемы, связанные с производством СМС;

· выявить некоторые экологические проблемы, связанные с использованием СМС в быту;

· привести некоторые способы решения этих проблем.

CMC - это 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 мытья посуды .

Основные компоненты СМС и их назначение, приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Основные компоненты синтетических моющих средств и их назначение

Компонент

Назначение

Поверхностно-активные вещества (ПАВ)

Моющее действие. Анион активные ПАВ лучше моют в щелочной среде. Катион активные ПАВ используют так же как ингибиторы коррозии (для защиты стиральных машин), антистатики, эмульгаторы; обладают дезинфицирующим действием

Щелочные соли - карбонат и силикат натрия (Na 2 CO 3 и Na 2 SiO 3)

Замедляют коррозию металлических частей стиральных машин, уменьшает гигроскопичность порошкообразных СМС

Нейтральные соли - сульфат и фосфат натрия (Na 2 SO 4 и Na 3 PO 4)

Улучшают сыпучесть порошка и его растворимость в воде, увеличивают моющую способность СМС. Фосфорные соли используют для снижения щелочности моющих растворов до рН = 7. Полифосфаты устраняют налет на тканях, образованный малорастворимыми соединениями, снижают зольность тканей

Химические отбеливатели (персоли, перекись водорода)

Отбеливание тканей

Физические (оптические) отбеливатели - флуоресци-рующие соединения

Придают эффект белизны за счет преобразования падающего света и отражение от ткани в голубой области спектра

Адсорбционные красители (ультрамарин, индиго, синтетические органические пигменты)

Действие основано на оптическом эффекте - адсорбция на поверхности тканей без химического воздействия. Ткань приобретает яркость за счет голубого или розового оттенков

Биодобавки - ферменты (липазы, протеазы и др.)

Удаляют загрязнения и пятна органического происхождения (липиды, белковые вещества, следы крови и др.)

Придание аромата продукции, ароматизация белья

Антистатики

Для снятия статического электричества

Кроме этих основных компонентов, СМС могут содержать и другие добавки, так как рецептура производства у каждого производителя разная.

Уже при производстве СМС, приходится сталкиваться с проблемой загрязнения окружающей среды.

При производстве синтетических моющих средств в окружающую среду выбрасываются отработанный теплоноситель, содержащий пыль CMC, отработанные газы отделения сульфирования (сульфатирования) воздух аэролифтов и воздух после рукавных фильтров аспирационных систем (с участков пыления при транспортировке, растарке, перегрузке и переработке компонентов и готового продукта). Пыль (или аэрозоль) компонентов CMC и готового продукта состоит из макроскопических частиц размерами менее 1 мкм. Скорость осаждения частиц аэрозоля очень мала, и они могут неопределенно долгое время находиться во взвешенном состоянии. Пыли, как порошки, обычно полидисперсны, т. е. частицы их дисперсной (твердой) фазы имеют неодинаковый размер.

Для очистки газов и воздуха от пыли применяются пылеулавливатели и воздушные фильтры. Пылеулавливатели служат для предварительной очистки газов и воздуха с целью улавливания пыли для возврата ее в производство и для их санитарной очистки перед выбросом в атмосферу. Фильтры служат для очистки воздуха, используемого в пневмотранспортирующих линиях, и воздуха аспирационной системы .

СМС оказывают пагубное влияние и на организм человека, оказывая раздражающее воздействие на кожу при длительном контакте.

Раздражающее воздействие зависит от химического строения ПАВ в составе СМС, которые проникая в организм через кожу, накапливаются в печени и головном мозге. ПАВ, проникая через кожу, ослабляет её защитную барьерную функцию, способствуя тем самым поступлению других химических веществ в организм.

Как уже было сказано, отработанные СМС попадают в водоёмы и почву, тем самым загрязняют их. Компоненты СМС оказывают пагубное влияние на живые организмы.

Выше сказанное было подтверждено опытом - действием СМС на земельный участок. Был проведён эксперимент с редисом. Для проведения опыта был посажен «Редис розово-красный с белым кончиком». В качестве анализируемого средства было взято жидкое моющее средство (ЖМС) для посуды «Биолан: лимонная свежесть».

На второй день после появления всходов, рассада была полита раствором ЖМС (400мл воды+20 мл средства). Результаты представлены на рис. 1.

А Б

Рисунок 1. Рассада редиса: А - до полива; Б - после полива раствором ЖМС (400 мл воды+20 мл средства)

На рисунке видно, что первоначально всходы редиса были плотные, после полива рассада редиса представляет собой разрозненные, единичные, погибающие ростки редиса. Изначально почва имела чёрный цвет, что говорит о наличии хорошего гумусного покрова, после полива почва приобрела серый оттенок.

На основании этих данных можно сделать вывод о том, что живые организмы окружающей среды очень болезненно реагируют на попадание растворов СМС.

Основными источниками индустриального загрязнения поверхностно-активными веществами окружающей среды, главным образом водоёмов, являются текстильная, нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленности . Соединения фосфора, содержащиеся, практически, во всех СМС, попадая в водоёмы, способствуют бурному развитию микроскопических водорослей, приводит к цветению воды и нарушению жизнедеятельности водных экосистем. Даже незначительное содержание ПАВ в водоёмах приводит к интенсивному пенообразованию и нарушению кислородного режима, что создаёт неблагоприятные условия для процессов естественного самоочищения водных систем, ухудшает качество воды, приводит к болезням обитателей водоёмов, представляет опасность для здоровья людей .

Чтобы защитить водоёмы от компонентов СМС нужно, в первую очередь, стараться не сливать сточные воды в водоёмы, а делать это в специальных местах. Существуют множество методов очистки воды. В качестве традиционных методов очистки сточных вод от ПАВ наиболее используемыми являются: сорбционные методы, флотация и реагентная обработка.

Но окружающую среду загрязняют не только сами СМС, а также и тара, в которой они выпускаются, ведь после использования, значительное количество полимерной тары оказывается просто «выброшенной на улицу», тем самым загрязняя природу.

Но это только лишь часть проблем, связанных с использованием СМС.

Из всего этого, можно сделать вывод, что СМС, несмотря на их пользу в экономии нашего времени, также наносят значительный вред окружающей среде и здоровью людей. Доведение до минимума этого вреда зависит только от нас самих. Разумно бы было полностью отказаться от применения СМС в пользу натуральных моющих и чистящих средств, хотя бы в быту, но современный человек не сможет этого сделать. И тогда нам надо хотя бы научиться использовать СМС грамотно, с умом, заботясь о нашей природе.

Список литературы:

1.Ковалев В.М., Петренко Д.С. Технология производства синтетических моющих средств: Учебное пособие М. «Химия», 1992, - 176 с.

2.Синтетические моющие средства. - [Электронный ресурс] - Режим доступа - URL: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4082.html (дата обращения 19.02.2014).

3.Стрельцова Е.А., Пузырева И.В., Волювач О.В., Егорцева В.А. Интенсификация процесса флотационного выделения поверхностно-активных веществ из техногенных водных растворов. - [Электронный ресурс] - Режим доступа - URL:http://www.rusnauka.com/7_NND_2009/Ecologia/42908.doc.htm (дата обращения 24.02.2014).

4.Шевердяев О.Н., Белов П.С., Шкитов А.М. - Основы технологии поверхностно-активных веществ и синтетических моющих средств. М., 2001, - 181 с.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

На тему: "Влияние синтетически х моющих средств на окружающую среду и живые организмы ".

Ученицы 11 класса

Казновской Валерии

Содержание

  • 1.1 История возникновения моющих средств
  • 1.4 Загрязнение окружающей среды

Глава 1. Теоретическое обоснование проблемы

1.1 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. Несмотря на то, что наступила эпоха СМС, мыло еще полностью не сдало свои позиции: его рекомендуется использовать для ручной стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей.

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.

1.2 Понятие синтетически моющих средств и классификация

Синтетически 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 синтетическими моющими средствами обычно понимают бытовые средства для стирки белья и одежды.

По товарной форме синтетические моющие средства разделяют на сыпучие (порошкообразные, хлопьевидные), пастообразные, жидкие и кусковые; по назначению на бытовые и технические назначения; по сфере применения и специфике отмываемого субстрата на универсальные средства для стирки, средства для машинной стирки сильно загрязненного белья, стирки изделий из тонких, чувствительных к повреждению и усадке тканей, стирки и отбеливания с кипячением, для предварительного, замачивания, средства с ферментами для низкотемпературной стирки, средства с противоусадочным, мягчительным, антистатическим, освежающим цвет или иным эффектом, специальные синтетические моющие средства для детского белья и т.д.

При составлении рецептур синтетических моющих средств часто используют сочетания 2-3 ПАВ синергетиков, различающихся растворимостью, устойчивостью к солям жесткости и моющей эффективностью в отношении твердых, жировых и белковых загрязнений. Кол-во ПАВ различных типов в синтетических моющих средствах достигает 35% по массе.

Хорошее моющее действие анионных и неионогенных ПАВ обычно достигается в щелочной области рН и в присутствии различных электролитов. Практически все порошкообразные синтетические моющие средства содержат минеральные соли, из которых наиболее применяемы фосфаты: триполисфосфат Na, тринатрийфосфат, и др., способные образовывать комплексы с поливалентными катионами. В жидких рецептурах преим. используют тринатрийфосфат, триполисфосфат Калия и хлорированный тринатрийфосфат (в дезинфицирующих моющих средствах для посуды), в ферментсодержащих - небольшое кол-во солей Са или Mg. Полностью или частично функцию фосфатов в синтетических моющих средствах могут выполнять комплексоны - Na-соли нитрилотриуксусной кислоты (трилон А) и этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б), соли этилидендифосфоновой и лимонной кислот (см. Комплексоны), а также цеолиты. Использование эффективных заменителей фосфатов в синтетических моющих средствах весьма актуально в связи с загрязнением водоемов биогенными элементами. Кол-во комплексообразователей в синтетических моющих средствах составляет до 40% по массе.

Классификация СМС

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. Анализ изученной литературы позволил разделить моющие средства:

по назначению, консистенции;

по видам моющего вещества;

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).

По содержанию моющего вещества (натриевых или калиевых солей жирных, смоляных и нафтеновых кислот) мыло делят на сорта:

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 и т.д.)

По назначению моющие средства делят: 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) - 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.

синтетическое моющее средство фосфат

* 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 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.

1.3 Химический состав синтетических моющих средств и их влияние на окружающую среду

Моющие вещества (МВ) составляют основу всех СМС и определяют их свойства; это мицеллообразующие поверхностно-активные вещества, благодаря которым растворы обладают моющей способностью. МВ делятся на два класса: ионогенные вещества, диссоциирующие в воде на ионы, и неионогенные - не подверженные электролитической диссоциации.

Ионогенные МВ называются анионактивными, если поверхностно-активные ионы несут отрицательный заряд. Катионактивными, если поверхностно-активные положительно заряженные ионы, и амфотерными, или амфолитными, если поверхностно-активные ионы имеют отрицательный заряд в щелочной среде и положительный - в кислой. Анионактивные МВ получили наиболее широкое распространение. На их основе получают все жировые мыла и большинство СМС. Для производства товарных жировых мыл служат главным образом натриевые или калиевые соли высших жирных кислот, изготавливаемые из масел растительных и жиров животных.

Важнейшие представители синтетических анионактивных МВ - соли сульфокислот и кислых сульфоэфиров (алкилсульфонаты, алкиларилсульфонаты, алкилсульфаты) и сульфированные жиры, масла и жирные кислоты. Другие анионактивные МВ выпускаются в относительно малых количествах. Неионогенные МВ, входящие в состав некоторых СМС занимают 2-е место после анионактивных по объёму промышленного производства. Большинство неионогенных веществ - полиоксиэтиленовые (полигликолевые) эфиры различных органических кислот,

спиртов, алкилфенолов и алкилнафтолов, полиоксиэтиленовые производные алифатических аминов и амидов, меркаптанов и т.д. Катионактивные и амфотерные вещества составляют лишь несколько % в общем объёме производства МВ и имеют ограниченное хозяйственное значение.

Из катионактивных веществ наиболее важны соли четвертичных аммониевых и пиридиниевых оснований, обладающие бактерицидным действием. В молекулах амфотерных веществ находятся как основные (обычно аминогруппы), так и кислотные (карбоксильные, сульфоновые или сульфоэфирные) группы.

СМС обязательно содержат ряд вспомогательных веществ, улучшающих их моющую способность. В состав моющих композиций для стирки включают щелочные соли слабых неорганических кислот (карбонат и бикарбонат натрия, силикаты натрия, фосфаты).

В связи с прогрессирующим загрязнением окружающей среды промышленными и бытовыми отходами особое внимание при разработке новых рецептур синтетических М. с. уделяют подбору веществ биологически "мягких", т.е. легко разлагаемых бактериями в природных условиях. Препараты на основе таких веществ (например, производных алифатических кислот и спиртов линейного строения) постепенно вытесняют из употребления М. с., содержащие биологически "жёсткие" - неразлагаемые - компоненты (например, производные алкилароматических соединений разветвлённого строения).

1.4 Загрязнение окружающей среды

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 (СМС). Рецептуры современных СМС представляют собой сложные смеси различных веществ. Основная составная часть CMC - органические поверхностно-активные вещества (ПАВ), обладающие смачивающей, эмульгирующей, пептизирующей и пенообразующей способностью. Совокупность этих свойств обусловливает их моющее действие. Для усиления моющего эффекта поверхностно-активных веществ в состав синтетических моющих средств входят щелочные и нейтральные электролиты, алкилоламиды, карбоксиметилцеллюлозу и др. Полезными добавками являются отбеливающие вещества (перекисные соли, оптические отбеливатели).

Отработанные стоки прачечных, сбрасываемые в канализацию, содержат все химические соединения, входящие в состав СМС, 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.

Используемое для очистки сточных вод от загрязняющих их примесей оборудование, принцип работы которого основан на традиционных способах механической и физико-химической обработки, часто оказывается недостаточно результативным по разным причинам. Поэтому разработка и внедрение высокоэффективного оборудования, а также технологических приемов, позволяющих очищать сточные воды до требуемых параметров, является актуальной задачей в технологии водоочистки. В настоящее время наиболее рациональными и достаточно эффективными способами очистки можно назвать сочетание электрохимических и сорбционных процессов.

СМС, 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.

Глава 2. Методики исследования

Работа проводилась в весенний период 2011 года на территории с. Подгорного и в лабораторных условиях МОУ "Подгорнская СОШ". Она велась в трех направлениях параллельно.

Первое направление - социологическое исследование. Среди учащихся 5-11-х классов был проведён соц. опрос с целью выявления набора СМС, используемых в каждой семье.

Второе направление - лабораторный эксперимент, с целью выявить влияние СМС на физиологические процессы живых организмов (на примере растений).

Методика приготовления раствора хозяйственного мыла, стирального порошка "Tide" различной концентрации. (из расчета на 100г раствора)

В мерный стакан наливаем 10 мл средства для мытья посуды "Миф" и доливаем соответственно 90 мл воды. Получаем растворы нужной концентрации. После этого были заложены семена культурных растений для определения их всхожести и прорастания. Для определения всхожести были взяты семена огурцов, которые замочили в эти растворы.

Третье направление - полевое и лабораторное исследование, в ходе которого была изучена прибрежная зона р. Чая и болото в которое сбрасываются сточные воды Чаинской ЦРБ (п. Кирпичное). Качественный анализ речной воды был произведен в химической лаборатории школы с использованием качественных реакций.

Определение рН

Оборудование: химический стакан или любая стеклянная емкость, универсальная индикаторная бумага. Ход определения. Сполоснуть стакан исследуемой водой и налить в него немного исследуемой воды. Сухими чистыми руками взять одну полоску индикаторной бумаги и погрузить кончик в пробу на 30 сек. Вынуть полоску из пробы и сравнить с цветом шкалы. Записать цифру, помещенную под наиболее подходящей к образцу по цвету полоской. Это и есть полученное значение рН.

Определение фосфатов

Оборудование: пробирки, капельница с раствором роданида железа.

Ход работы: В пробирку налить исследуемую пробу. Добавить несколько капель роданида железа. При наличии фосфатов образуется белый осадок фосфата железа, при том кроваво-красная окраска роданида железа обесцвечивается. Записать результаты. Содержимое пробирки слить в слив.

Определение сульфатов

Оборудование: пробирки, раствор соляной кислоты (1: 5), раствор 5% - ного хлорида бария.

Ход работы: в пробирку налить 10 мл исследуемой пробы, 0,5мл раствора соляной кислоты (1: 5) и 2 мл 5% -ного раствора хлорида бария, затем перемешать. По характеру выпавшего осадка определить ориентировочное содержание сульфатов: при отсутствии мути - концентрация сульфат-ионов менее 5 мг/л; при слабой мути, появляющейся не сразу, а через несколько минут - 5-10 мг/л; при слабой мути, появляющейся сразу после добавления хлорида бария - 10-100мг/л; сильная, быстро оседающая муть свидетельствует о достаточно высоком содержании сульфат-ионов (более 100мг/л).

Определение гидрокарбонатов

Оборудование: пробирки, фенолфталеин.

Ход работы: в пробирку налить 10мл исследуемой пробы и добавить 5-6 капель фенолфталеина. Если при этом окраска не появляется, то считается, что гидрокарбонат-ионы в пробе отсутствуют. Возникновение розовой окраски свидетельствует о наличии в пробе гидрокарбонат-ионов.

Результаты исследования. Качественный химический анализ

Показатели

Результаты исследования

гидрокарбонаты

сульфаты

(пос. Кирпичное)

Отсутствуют

Осадок бурого цвета

Отсутствуют

(р. Чая, с. Подгорное)

Отсутствуют

Осадок светло-бурого цвета

Отсутствует

Глава 3. Результаты исследования

Свою работу мы начали с социологического опроса, проведенного среди учащихся нашей школы. Анализ полученных результатов позволил выявить самые известные стиральные порошки

Таблица 1

Использование различных видов стирального порошка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Из таблицы видно, что сегодня предпочтение отдается зарубежным производителям, их порошки отличаются более высоким содержанием отбеливающих, красящих и ароматических веществ

Дальнейшие наши исследования проходили в виде эксперимента. В лабораторных условиях был заложен опыт, позволяющий определить влияние раствора различных синтетически моющих средств (хозяйственное мыло, стиральный порошок "Tide" и средство для мытья посуды "Миф") 10% концентрации на прорастание семян огурцов. По три семена одного вида были замочены в 10% -ых растворах и в течение недели велось наблюдение за прорастанием семян.

Анализ полученных результатов показал, что наиболее опасным из исследуемых образцов является стиральный порошок "Тайд", 10% раствор препятствует прорастанию семян. Средство для мытья посуды "Миф" также полностью подавляет ростовые процессы. А вот в растворе хозяйственного мыла была весьма благоприятная среда для прорастания семян. Наиболее чувствительны к химическому воздействию моющих средств оказались семена арбуза, поэтому именно их целесообразно использовать при дальнейших исследованиях.

Дальнейшие исследования проводились в естественных условиях. Нами была изучена прибрежная зона реки в пределах села Подгорного и определены места сброса бытовых стоков. В результате визуального осмотра данных участков мы обнаружили малую растительность, что свидетельствует о неблагоприятных условиях, созданных в результате хозяйственной деятельности людей.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

    Общая характеристика производства. Физико-химические свойства глинистого сырья. Пластичные свойства глин. Оценка влияния выбросов Кирпичного завода ООО "Ажемак" на окружающую среду. Особенности кислотных дождей. Влияние углеводорода на окружающую среду.

    курсовая работа , добавлен 06.01.2015

    Воздействие автомобилизации на окружающую среду. Отработавшие газы как экологическая проблема при эксплуатации транспортных средств. Направления, способствующие уменьшению загрязнения окружающей среды: технические, организационные, градостроительные.

    реферат , добавлен 20.03.2012

    Методы очистки сточных вод и системы водообеспечения. Гальваническое покрытие металла. Хромирование, цинкование и никелирование. Распространение цинкования и меднения. Влияние гальванических производств на окружающую среду. Загрязнение природных вод.

    контрольная работа , добавлен 05.05.2009

    Методологические и теоретические основы процесса моделирования экологических систем и процессов. Исследование влияния поверхностно-активных веществ на водные растения на примере элодеи. Сравнительный анализ компонентов синтетических моющих средств.

    курсовая работа , добавлен 23.01.2013

    Молочная промышленность РФ и ее влияние на окружающую среду. Производство мороженого в России и Вологодской области. Состав, объемы и динамика выбросов предприятия. Динамика суммарных отходов предприятия "Вологодское мороженое", его водообеспечение.

    дипломная работа , добавлен 09.11.2016

    Несоответствие соотношения между возрастающими потребностями людей и фактическим наличием ресурсов. Понятие производительных сил общества, их эффективное размещение и влияние на окружающую среду. Государственный контроль за размещением предприятий.

    курсовая работа , добавлен 11.08.2009

    Общая характеристика кадмия: история, физические и химические свойства, важнейшие соединения. Основные источники поступления кадмия в окружающую среду. Применение металла в производстве. Способы защиты от вредного воздействия высокоопасного вещества.

    реферат , добавлен 15.05.2013

    Экологическая характеристика г. Тюмени. Почвенный покров в городе и пригородах. Расположение промышленных предприятий как фактор воздействия на окружающую среду. Сравнительный анализ влияния Тюменского аккумуляторного завода на окружающую среду.

    курсовая работа , добавлен 05.02.2016

    Исследование проблем бродячих собак и свалок в городах. Обзор методов переработки твердых бытовых отходов и уменьшения шумового загрязнения населенных пунктов. Влияние ГЭС на окружающую среду. Характеристика антропогенных преобразований природных систем.

    реферат , добавлен 19.10.2012

    Организационно-правовые основы оценки воздействия на окружающую среду. Изучение состояния и тенденций развития системы экологической экспертизы в России. Порядок организации, стадии и основные этапы проведения оценки воздействия на окружающую среду.

Подробности Категория: Публикации Опубликовано: 07 мая 2014 Просмотров: 4583

Ларкина Елена Александровна,
2 класс, МАОУ СОШ № 154,
Научный руководитель:
Ларкина Вера Ивановна,

учитель биологии

Введение_________________________________________________________3

Основная часть

  1. Краткая характеристика синтетических моющих средств ____________6
  2. Классификация синтетических моющих средств___________________8

III. Экспериментальная часть______________________________________11

Заключение и выводы ____________________________________________14

Список литературы_______________________________________________15

Приложение 1____________________________________________________16

Приложение 2____________________________________________________17

Приложение 3____________________________________________________18

Приложение 4____________________________________________________19

Приложение 5____________________________________________________20

Приложение 6____________________________________________________21

Введение

Синтетические моющие средства (СМС), в от-личие от мыла, пригодны для стирки в воде любой жесткости. По-этому их удобно использовать при машинной стирке белья. Состав СМС бывает разным, но почти в каждом из них присутствуют по-верхностно-активные вещества, предназначенные для улучшения смачивания, удаления загрязнителей и удерживания их в растворе. Кроме поверхностно-активных веществ, в состав СМС вводят также различные добавки - ароматизаторы, антистатики, отбели-ватели и др.

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, вызы-вают 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 водоеме. Планктон погибает при содержании поверхностно-активных веществ 1-1,5 мг/л, рыбы - 3-5 мг/л.

Особая актуальность изучения воздействия абиотических факторов (синтетических моющих средств) на растения в настоящее время обусловлена увеличением степени загрязнения водоемов.

Абиотические факторы среды (факторы неживой природы) – это комплекс условий внешней среды, оказывающих прямое или косвенное влияние на растения. Существуют также биотические факторы, действие которых обусловлено влиянием на растения деятельности других живых организмов (грибов, животных, других растений). К абиотическим относятся химические и физические (или климатические) факторы. Химическими абиотическими факторами являются газовые составляющие атмосферного воздуха, химический состав водоемов , почв. Основные физические факторы – это температура, влажность, интенсивность солнечного излучения. В отдельную группу в некоторых классификациях выделяют такие абиотические факторы, как орографические, включающие рельеф, геологические различия земной поверхности. Влияние на организм абиотических факторов разнообразно и зависит от интенсивности воздействия каждого отдельно взятого фактора и сочетания их между собой. Численность и распределение определенного вида растений в пределах данной территории обусловлены воздействием лимитирующих абиотических факторов, которые жизненно необходимы, но значения их минимальны (как отсутствие воды в пустынных местностях).

Наиболее существенно для растений влияние трех абиотических факторов – температуры, влажности и света. Рассмотрим влияние синтетических моющих средств на водные растения - как абиотический фактор.

Цель: изучить влияние синтетических моющих средств на водные растения и познакомиться с методом очистки воды от них.

Задачи:

  • Изучить дополнительную литературу по заданной теме
  • Познакомиться с экологическими факторами, синтетическими моющимися средствами и их классификацией
  • Изучить правила работы с микроскопом
  • Изучить влияние абиотических факторов на растения
  • Проделать несложные опыты по определению влияния синтетических моющих средств на растения
  • Оформить работу с последующей презентацией

Объект исследования – водные растения - Гигрофила длиннолистная

Предмет исследования – физиологические свойства гигрофилы длиннолистной

Оборудование и материалы – воронка стеклянная, держатель для пробирок, палочка стеклянная, пробирки – 2 шт., штатив для пробирок, стекла предметные и покровные, спиртовка, фильтр бумажный, микроскоп, материал для исследовательской работы: раствор синтетического моющего средства, хлорид калия или натрия, pH- тест (индикаторная бумага), чистая вода, водное растение гигрофила длиннолистная.

Место проведения исследования: МАОУ СОШ №154 г.Челябинска Калининского района.

Методы: анализ литературы, проведение простейших опытов, наблюдение, сравнение, анализ полученных результатов.

Новизна исследования: самостоятельное проведение эксперимента и его анализ.

Гипотеза – синтетические моющие средства плохо влияют на водные растения

Основная часть

I. Краткая характеристика синтетических моющих средств

Синтетические моющие средства представляют собой смеси, главный компонент которых - синтетические моющие вещества - в виде водных растворов. Они снимают с поверхности твердых тел (тканей, изделий) загрязнения различной природы.

В качестве моющих веществ используют анионоактивные, катионоактивные, амфотерные (амфолитные) и неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ), имеющие сродство к жировым поверхностям и к воде. Специальные вещества в составе синтетических моющих средств предохраняют ткани от повторного оседания грязи - резорбции. В современных СМС используют ПАВ, которые имеют степень биоразложения не менее 90%, тогда они не загрязняют окружающую среду.

Основные ингредиенты синтетических моющих средств и их назначение, приведены в таблице.

Ингредиенты

Назначение

Основные компоненты: поверхностно-активные вещества (ПАВ)

Моющее действие. Анионактивные ПАВ лучше моют в щелочной среде. Катионактивные ПАВ используют так же как ингибиторы коррозии (для защиты стиральных машин), антистатики, эмульгаторы; обладают дезинфицирующим действием

Вспомогательные вещества: щелочные соли - карбонат и силикат натрия

Замедляет коррозию металлических частей стиральных машин, усиливает антирезорбционную способность и уменьшает гигроскопичность порошкообразных СМС

Нейтральные соли - сульфат и фосфат натрия

Для улучшения сыпучести порошка и растворимости его в воде, увеличивает моющую способность СМС. Фосфорные соли используют для снижения щелочности моющих растворов до рН " 7. Полифосфаты устраняют налет на тканях, образованный малорастворимыми соединениями, снижают зольность тканей

Карбоксиметилцеллюлоза

Для предотвращения резорбции грязи в составах СМС для льняных и хлопчатобумажных тканей

Поливинилпирролидон

Для предотвращения резорбции грязи в составах СМС для шерстяных и шелковых тканей

Химические отбеливатели (персоли)

Для отбеливания хлопчатобумажных и льняных тканей. При нагревании выделяется атомарный кислород

Химические отбеливатели (перекись водорода)

Для отбеливания шерстяных и шелковых тканей

Физические (оптические) отбеливатели - флуоресци-рующие соединения

Для придания эффекта белизны за счет преобразования падающего света и отражение от ткани в голубой области спектра

Адсорбционные красители (ультрамарин, индиго, синтетические органические пигменты)

Действие основано на оптическом эффекте - адсорбция на поверхности тканей без химического воздействия. Ткань приобретает яркость за счет голубого или розового оттенков

Биодобавки - ферменты (липазы, протеазы и др.)

Для удаления загрязнений и пятен жирового происхождения (липиды) и белковых веществ (протеины): следы крови и др.

Отдушки

Для ароматизации белья

Антистатики

Для снятия статического электричества

II. Классификация синтетических моющих средств

По агрегатному состоянию (консистенции) мы имеем твердые, порошковые (гранулированные), жидкие и пастообразные CMC. [Приложение 1]

Объем производства порошкообразных средств составляет более 80 % общего объема производства CMC. Это наиболее концентрированные средства. Они удобны для введения вспомогательных компонентов и для упаковки. Порошкообразные средства использует большая часть потребителей.

Менее распространены моющие средства в таблетках, хотя они удобны и быстро дозируются, аллергические реакции на них отсутствуют. В зависимости от количества слоев таблетки растворяются с разной скоростью. Однослойные таблетки растворяются быстрее, в многослойных сначала растворяются энзимы - при низких температурах, затем кислородсодержащие отбеливатели - при высоких. Это обеспечивает большую эффективность стирки.

Жидкие CMC не вызывают аллергических реакций, экономичнее в дозировании. Действительно, они не содержат химических отбеливателей, щелочных солей, ферментов, поэтому проявляют моющее действие только в мягкой воде и в основном для шерсти и шелка.

Пастообразные средства содержат до 40 % воды. В их состав могут входить практически все добавки, за исключением нестойких химических отбеливателей.

По назначению можно говорить о четырех группах CMC: для стирки изделий из хлопчатобумажных, льняных и смешанных тканей; для стирки изделий из шерсти, шелка и синтетических тканей; универсальных CMC и CMC комплексного действия.

По способу применения (способу стирки) различают CMC с высоким (ненормируемым) пенообразованием (для стирки вручную и в стиральных машинах активаторного типа) и с пониженным пенообразованием (для стирки в автоматических и полуавтоматических стиральных машинах).

По составу синтетические моющие средства бывают без перекисных соединений и биодобавок (простейшие) и с биодобавками, с перекисными соединениями, с перекисными соединениями и биодобавками, для шерсти, тонких тканей и детского белья, для цветных тканей и для снижения пиллинга (в наименование таких препаратов входит обозначение «колор», а их применение требует особого температурного режима. В их состав входят полимерные добавки, препятствующие переносу красителей с ткани в раствор), ароматизирующими (на упаковке обычно указывается, какой запах они придают белью).

Универсальные CMC пригодны для стирки изделий из волокон самой разной природы. Универсальность их Обеспечивается составом и дифференцированными условиями стирки. Наличие щелочных солей в составе универсальных CMC (рН равно 9-10) не оказывает отрицательного действия на изделия из белковых и синтетических волокон, так как при температуре 30 - 40 °С активность щелочного вещества невелика. Изделия из хлопчатобумажных и льняных тканей стирают с использованием универсальных CMC при более высокой температуре (60 - 80 °С). Выпускаются универсальные CMC с биодобавками для замачивания и стирки, без биодобавок и перекисных солей для стирки, с перекисными солями для стирки и отбеливания.

К синтетическим моющим средствам комплексного действия относятся средства для стирки и одновременного подкрахмаливания, дезинфекции, антистатической обработки изделий.

Для придания дезинфицирующих свойств в CMC комплексного действия вводят кислотостойкие альдегиды, четвертичные аммониевые, фосфониевые или арсониевые соли. В ряде патентов описаны способы получения антисептических, дезинфицирующих, бактерицидных и других CMC, специально предназначенных для мытья посуды, очистки различных емкостей, применения в госпитальной практике, а также окрашенных и многоцветных CMC.

Жидкие моющие средства подразделяются на CMC для стирки изделий из шерстяных, шелковых, синтетических и искусственных тканей в холодной и теплой воде и универсальные моющие средства.

Кусковые моющие средства хорошо зарекомендовали себя для стирки в условиях ограниченных водных ресурсов, отдыха, командировок, туризма и в быту, так как позволяют эффективно обрабатывать стираемые изделия. Стирка вручную небольшого количества изделий в малом объеме моющего раствора еще актуальна, несмотря на бурный рост производства стиральных машин и совершенствование их конструкций. Именно для нее исключительно эффективными являются CMC в кусковой товарной форме.

ГОСТы 25644-88, 22567.1-10-77, 22567.14-93 предусматривают требования к составу, внешнему виду, показателям качества. Средства должны иметь установленный цвет и запах, однородную консистенцию, хорошо растворяться в воде и иметь рН раствора 7,5-11,5. Порошкообразные средства должны быть однородными, рассыпающимися, сухими на ощупь, т. е. не должны содержать избыток влаги, чтобы не слеживаться, не комковаться. Пастообразные и жидкие средства не должны содержать посторонние примеси и иметь неприятный запах.

Фасуют СМС порошкообразные в картонные пачки массой от 450, 600, 900 г и выше или в полиэтиленовые пакеты; жидкие - в полимерные банки. Хранение СМС в сухих проветриваемых помещениях при влажности не выше 70%. Срок хранения от 6 до 12 мес.

III. Экспериментальная часть

1. Влияние СМС на зеленые водные растения

Ход работы:

1. Поместите по веточке растения в стакан с чистой водой и в стакан с раствором СМС.

2. Через 20 минут опишите изменения обеих веточек: цвет, форму, состояние листьев.

3. Приготовьте два микропрепарата листа водного растения: из сосуда с чистой водой и из сосуда с раствором СМС.

4. Поочередно рассмотрите микропрепараты под микроскопом и сравните состояние растительных клеток.

2. Очистка воды от СМС на зеленые водные растения

Ход работы:

1. Налейте в пробирку раствор СМС до «5 мл»

2 Определите pH фильтрата с помощью pH-теста или индикаторной бумаги, опустите один конец полоски в раствор.

Добавьте в пробирку с СМС сухую соль – хлорид калия или натрия примерно на толщину 1 пальца, т.е. около 1-2 см.

Нагрейте содержимое пробирки, осторожно поместив ее в пламя. Опишите наблюдаемое.

3. Отфильтруйте содержимое пробирки. Опишите полученный фильтрат (цвет, прозрачность).

Определите pH фильтрата с помощью pH-теста или индикаторной бумаги, опустите один конец полоски в раствор.

Заключение и выводы

В ходе выполнения работы мы изучили влияние синтетических моющих средств на водные растения и познакомились с методом очистки воды от них, дополнительную литературу по заданной теме, правила работы с микроскопом правила по технике безопасности при проведении опытов, влияние абиотических факторов (неживой природы) на растения.

Проделали несложные опыты по определению влияния синтетических моющих средств на растения.

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

  • Синтетические моющие средства классифицируются по консистенции, составу, назначению и способу применения
  • Наша гипотеза подтвердилась - синтетические моющие средства плохо влияют на водные растения, так как видно из опыта уменьшилось число хлоропластов, и изменилась их окраска.

Таким образом, в заключении нужно сказать, что промышленные и сельскохозяйственные предприятия должны ставить фильтры, которые очищают воду, и она не загрязняла наши водоемы и не вредила растениям.

Список литературы