XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

No poo. Влияние средств по уходу за волосами на здоровье человека

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Набиева Е.Ю. 1

---

1МБОУ КСОШ №3

Смолик Е.В. 1Нестерова В.Н. 1

---

1МБОУ КСОШ №3

Работа в формате PDF

442.1 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

Актуальность. Уже несколько лет в мире существует такой тренд, как «no poo». Суть его проста: его последователи полностью отказываются от каких-либо средств, для ухода за волосами, включая даже шампунь. По их мнению, существующие в наше время средства вредны не только для волос, но и для всего организма. Средства для ухода за волосами попадают в организм человека через кожу, слизистые, поэтому к ним должны предъявляться такие же требования безопасности, как и к продуктам питания. Средства для мытья, или окрашивания волос в конечном итоге попадают в окружающую среду и не должны её загрязнять.

Ежегодно на свалку попадает более 2 миллионов пластиковых бутылок из под шампуня. В связи с этим очень серьезно относящиеся к экологическим проблемам немцы положили начало парадоксальному тренду: пользуются мылом вместо шампуня. Популярность «шампуниевого» мыла в Германии объясняется менее негативным влиянием на волосы и кожу и экологичностью упаковки. У меня возникла идея сравнить эти средства для ухода за волосами.

Цель работы: Сравнение шампуней различных марок и мыла для мытья волос по их воздействию на волосы и здоровье человека.

Задачи

Изучить литературные источники по проблеме, узнать какие вещества входят в состав шампуня и как они влияют на здоровье человека.

Изучить состав шампуней по этикеткам.

Провести эксперименты с шампунями и мылом (определение РН, сульфатов, ПАВ, ионов аммония).

Определить токсичность шампуней и мыла для волос.

Разработать рекомендации по снижению экологического риска.

Объект исследования: человек

Предмет исследования: влияние шампуней различных марок на состояние волос и здоровье человека

Гипотеза: Специальное мыло, предназначенное для мытья волос, более эффективно и менее опасно как для волос, так и для здоровья человека.

Методы: Анализ (работа с различными источниками информации), наблюдение,сравнение, эксперимент, анкетирование, моделирование.

Новизна работы: Определение токсичности средств по уходу за волосами методом биоиндикации с использованием биолюминометра "LumiShot". Биолюминисцентная ферментативная технология позволяет получать точные оперативные результаты, производить оценку токсичности в условиях высокой концентрации органических веществ.

Основная часть

Теоретические аспекты исследования проблемы

Самое распространённое средство по уходу за волосами шампунь. Слово «шампунь» произошло от «чампa» название цветка растущего в Индии, из которого делается масло для втирания в волосы. Шампуни впервые были введены в Германии фирмой Шварцкопф в 1933 году и представляли собой жидкие калиевые мыла на основе кокосового масла. В России первый шампунь был выпущен в 60-х годах. В состав его входили не только моющие компоненты, но глицерин и спирт.

Состав шампуня

В состав шампуня входят ПАВ, консерванты, отдушки, красители, загустители, эмульгаторы. В работе мы определяли наличие сульфатов в средствах для ухода за волосами.

Для чего в шампуне сульфаты?

Сульфаты (соли серной кислоты) образуют при взаимодействии с водой густую пену, которая хорошо смывает загрязнения. Первый сульфатный шампунь выпустила компания Procter&Gamble в 1930 году. Чаще всего в моющих косметических средствах встречается Лаурил сульфат натрия (SLS). Это соединение относится к ПАВ. Исследования датских ученых доказали, что концентрация этого вещества в косметике, превышающая 2%, может привести к раздражению и покраснению кожи, зуду, сухости и ломкости волос.
Согласно последним исследованиям, молекулы сульфатов аммония легко проникают через кожный барьер. При этом, попадая в организм, они оказывают канцерогенное действие. Производители шампуней зачастую не пишут полные названия сульфатов, а шифруют их за аббревиатурами.

SLS (лаурилсульфат натрия). Самый агрессивный, а потому опасный среди своих собратьев.

SLES (лауретсульфат натрия). Менее опасный и такой же эффективный

ALS и ALES – (лаурилсульфат и лауретсульфат аммония). Содержат канцерогены, которые легко проникают в организм через кожу.

Чем вредны сульфаты?Раздражение кожи, создание на коже и волосах невидимой плёнки, выпадение и ломкость волос. Проникая в организм через кожу, сульфаты попадают в кровоток. Это опасно тем, что сульфаты могут оказывать канцерогенное действие. Сульфаты вредны для окружающей природы.

Доказанный вред сульфатов в шампунях:

раздражают кожу головы;

могут вызывать аллергию;

провоцируют «пушистость» прически;

способствуют выпадению волос (при регулярном использовании).

При попадании в глаза оказывают раздражающее действие и могут привести к катаракте.

Полезные свойства сульфатов. Смывают силикон, который входит в состав гелей и лаков для укладки. Отлично пенятся, экономичны в использовании.

Блеск, объем, гладкость волос – заслуга химии в косметике. И солей в том числе.
Другие вредные добавки.  Прежде всего, это парабены: метилпарабен (E218), этилпарабен (E214), пропилпарабен (E216) и бутилпарабен. Они разрушают ферменты кожи и накапливаются в организме. Метилпарабен считается относительно безопасным.

Внешний вид шампуня (органолептические показатели)

Как  отражается состав шампуня на его внешнем виде? Если шампунь прозрачный, жидкий и ярко окрашенный — это дешёвая и не очень качественная продукция. Даже если в нём, согласно надписи на этикетке, есть экстракт ромашки или женьшеня — обольщаться не стоит. Цвет такому шампуню придаёт какой-нибудь не особенно стойкий пищевой краситель, а запах — недорогая отдушка, но никак не экстракт. Шампуни, содержащие эмульгированные масла или какие-нибудь биологически-активные вещества, как правило, вязкие и непрозрачные. Жидкая смесь с такими добавками просто расслоилась бы. Чтобы как-то облагородить внешний вид состава, в него нередко добавляют перламутровые концентраты. Уважающие себя крупные производители стараются не вводить в состав шампуней лишних аллергенов — красителей. К тому же качественные красители, пригодные для пеномоющих средств, стоят весьма недёшево, а пользы от них никакой нет. Шампуни самого высокого класса могут быть абсолютно прозрачными, бесцветными, но при этом обязательно вязкими — всевозможные добавки содержатся здесь в солюбилизированной форме. Уровень рН такого шампуня будет заведомо нейтральным или слабокислым, как у нормальной кожи. Процесс солюбилизации предусматривает стадию нейтрализации раствора, который только после этого и делается прозрачным. Качественная продукция обычно содержит слабую, но стойкую отдушку.

В работе использовали принцип биолюминесценции.

Для изучения токсичности к светящимся бактериям добавляют исследуемое вещество, а затем регистрируют изменение интенсивности свечения. Различные вещества ведут себя в ходе реакции по-разному. Это напрямую влияет на интенсивность свечения: загрязнители и токсины уменьшают способность излучать свет. Так, свечение уменьшается при добавлении наркотиков, отравляющих и лекарственных средств. Если сравнивать интенсивность свечения системы с участием загрязнителя и без него, то в первом случае излучаемый свет будет слабее.

Интенсивность свечения измеряют с помощью специального прибора — биолюминометра. Результат работы прибора представляет собой интенсивность свечения, зарегистрированную через определенные промежутки времени.

Для того чтобы оценить влияние загрязнителя, нужно сначала получить значения интенсивности свечения в отсутствие токсичных веществ, а затем в их присутствии. Проанализировав спад силы свечения, можно судить о загрязняющих свойствах исследуемого вещества. Таким же образом можно сравнивать между собой токсичность разных веществ.

Методика исследования на приборе "LumiShot"

1. Приготовьте пробы. Растворите исследуемые шампуни в дистиллированной воде. Мы использовали прокипячённую воду (нетоксичную). Внимание! Во время измерений все пробы должны быть комнатной температуры.

2. Подсоедините биолюминометр "LumiShot" к компьютеру. Запустите новое измерение в приложении "LabINote" для прогрева прибора.

3. Достаньте реагент "Энзимолюм" и раствор FMN из холодильника и дайте им постоять при комнатной температуре не менее 10 мин. Если готового раствора FMN у вас нет, то приготовьте его, добавив во флакон с FMN необходимое количество дистиллированной воды, указанное на упаковке.

4. Все измерения проводите по следующей схеме. Запустите новое измерение в приложении "LabINote". Аккуратно достаньте чистым сухим шпателем (или пинцетом) из упаковки с реагентом "Энзимолюм" один диск и поместите его на дно измерительной кюветы. Затем при помощи автоматических пипеток добавьте в кювету последовательно 300 мкл воды и 10 мкл раствора FMN. Немного встряхните кювету для лучшего перемешивания всех компонентов и поместите в прибор.

Таким образом, во время измерения в кювете должно быть: 1 диск реагента "Энзимолюм" + 300 мкл воды + 10 мкл FMN.

В первую очередь, пользуясь данной схемой, проведите 5 измерений интенсивности биолюминесценции в дистиллированной воде. Запишите величины максимальной интенсивности свечения и посчитайте их среднее арифметическое. Обозначим полученное среднее значение Iк. Это будет контрольное эталонное значение, соответствующее чистой воде без каких-либо примесей.

Также проведите по 5 измерений для каждой пробы. Полученные средние значения обозначим I1, I2 и I3.

5. Вычислите люциферазный индекс токсичности (ЛИТ) для каждой из проб по формуле: ЛИТ = ((Iк - In) / Iк)*100% , где n=1,2,3

Если ЛИТ > 50%, то пробу следует считать загрязненной, если ЛИТ < 50% - незагрязненной.

6. На основе полученных значений ЛИТ сделайте вывод о том, загрязнены проанализированные пробы или нет.

Практическое исследование

Провела опрос учащихся и педагогов с целью выявить наиболее популярные для них моющие средства для волос.

Многие респонденты часто моют голову, каждый день, или через день. Учитывая, вышеназванный состав шампуней, представьте сколько «химии» попадает на волосы и через кожу в организм человека. Двадцать процентов опрошенных осведомлены о вредном воздействии сульфатов и пользуются бессульфатными шампунями. Среди опрошенных есть небольшой процент тех, кто моет голову через 5-7 суток и пользуется мылом.

Сравнила по этикеткам состав шампуня и мыла для ухода за телом и волосами одинаковых производителей. Несмотря на схожий состав, соотношение «вредных» и «полезных» добавок оказалось другое, не в пользу шампуня. "Шампуневое мыло" изготовлено, в отличие от обычного шампуня, без синтетических  примесей. Рецепты его изготовления мыловары предпочитают держать в секрете, но среди базовых компонентов "шампуневого" мыла обычно значатся омыленные масла (оливковое, пальмовое, кокосовое) или натриевые соли натуральных жирных кислот (оливат натрия, кокоат натрия) плюс (в зависимости от сорта) эфирные масла и добавки натурального происхождения.В свою очередь, мыло "для волос" с показателем кислотности от 5,5 до 7pH не следует путать с обыкновенным, туалетным мылом для мытья рук и тела (показатель от 9 до10 pH). От обычного мыла "шампуневое" отличается специально подобранным составом масел - таких, которые не оставляют налета на волосах и оказывает особо благотворное влияние на кожу головы. Процент содержания избыточных масел, которые остаются "неомыленными", в этом мыле намного меньше: так волосы после мытья приобретают блеск и не выглядят "жирными".

Провела опыты.

Опыт №1. Наливаем молоко в одноразовую тарелку, посыпаем сверху пищевыми красителями и осторожно при помощи ватной палочки капаем одну каплю шампуня.

Все шампуни и жидкие мыла дают одинаковый эффект. От капли шампуня красители как бы начинают убегать, образуя разноцветные лучики. От капли шампуня красители разбегаются быстрее, чем от мыла.

Другой вариант данного опыта. Капаем в одноразовую тарелку несколько капель жидких пищевых красителей и осторожно добавляем молоко, затем добавляем моющее средство (шампунь, жидкое мыло) на ватной палочке. Красители «разбегаются», образуя «радугу». (Рисунок 1)

От чего так происходит? Гидрофобные капли молочного жира отталкиваются от водной границы, разбегаются, унося своей поверхностью красители. Данное явление доказывает наличие ПАВ в шампунях. Во всех исследуемых образцах были обнаружены поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Рисунок №1. Определение ПАВ в шампунях

Подавляющая часть всех современных шампуней содержит анионные ПАВ в качестве основного моющего компонента. Молекула анионактивных ПАВ содержит водорастворимую (гидрофильную) часть, заряженную отрицательно и жирорастворимую (гидрофобную), нейтральную. Жирорастворимая часть молекулы связывает и обволакивает частицы грязи и секрет сальных желез. Водорастворимая часть молекулы ориентируется в сторону от волоса, который несет отрицательный заряд, в результате чего частицы грязи, соединенные с поверхностно-активным веществом, отторгаются волосом, растворяются в воде и удаляются.

Опыт №2. Растворили несколько капель шампуня в воде, добавили раствор гидроксида натрия и нагрели. Если ощущается запах аммиака, это доказывает, что в шампуне содержится именно лауретсульфат аммония, а не натрия. В исследуемых образцах не обнаружили лауретсульфат аммония.

Опыт №3 В растворы шампуней добавили раствор хлорида бария одинаковой концентрации. Растворы предварительно отфильтровали до прозрачного состояния. При добавлении хлорида бария во всех пробирках выпал белый осадок, что доказывает наличие сульфатов. Осадок лучше рассматривать через один, или несколько дней (рисунок 2).

Таблица № 1. Высота осадка сульфата бария в пробирках с растворами различных шампуней в мм.

Во всех исследуемых образцах содержатся сульфаты. Количество сульфатов соответствует указанному составу шампуня на этикетке. Бессульфатный шампунь также содержит сульфаты в небольшом количестве. Практически не обнаружили сульфаты в очень дорогом, и в очень дешёвом, образцах шампуня, где в составе были указаны сульфаты в начале списка.

Рисунок №2. Определение сульфатов в растворах шампуней разных марок

Опыт №5. Рассмотрела под обычным школьном микроскопом волос, помытый мылом, и волос, выдержанный в шампуне. Было выявлено, что даже при небольшом увеличении структура волоса сильно различается. Структура волос после использования мыла для волос: волос здоровый, плотный, чешуйки плотно прилегают друг к другу, цвет естественный (рисунок №3)

Структура волос после использования шампуня: волос рыхлый, кутикула волос нарушена, чешуйки увеличены и сильно раскрыты, цвет изменён (рисунок №4).

Рисунок №3. Структура волоса после использования мыла для волос.

Рисунок №4. Структура волоса, выдержанного в шампуне

Опыт №6 Определила токсичность шампуней, используя биолюминометр "LumiShot"

Примеры расчётов.

ЛИТ=(40239-2747)/40239=0,93 (93%). Токсичность больше 50%, образец токсичен.

ЛИТ=(13098-9270)/13098=0,29 (29%). Токсичность меньше 50%, образец нетоксичен.

Таблица №2. Токсичность образцов шампуней и мыла, определённая методом биолюминесценции

ВЫВОД: Шампуни импортных производителей, дорогие и рекламируемые как наименее вредные для волос оказались токсичными. Нетоксично мыло для волос и шампуни отечественных производителей. Полученные данные относятся к конкретным образцам, взятым для исследования, а не ко всей продукции.

Рекомендации

Чередовать сульфатные и безсульфатные шампуни.

Нейтрализовать воздействие вредных добавок. Используя полезные натуральные средства для волос.

Использовать небольшое количество шампуня и тщательно промывать голову.

Использовать натуральные средства для мытья волос (яичный желток с мёдом и оливковым маслом, кефир, горчица, сода, мыльный корень, мыльный орех)

Не мыть голову ежедневно.

Внимательно читать этикетки! Вещества, которые стоят в составе на первом месте, находятся в большем количестве.

В настоящее время многие компании разрабатывают комплексы консервантов, состоящие из 45 составляющих, где каждый отдельный компонент представлен в количестве значительно ниже токсической дозы. Поэтому следует избегать косметики, в состав которой входят только 1-2 консерванта, из-за опасности формальдегида и его соединений.

Чем дольше срок годности шампуня, тем больше в нём консервантов.

Проверяйте состав шампуня, чтобы отвары трав стояли не на последних местах в списке, а ближе к началу, только тогда от них будет какая-то польза.

Не покупать шампунь с яркой окраской, выбирайте шампуни с перламутровым блеском

Не покупать «шампунь+бальзам». Шампунь притягивает с волос грязь и жир, бальзам, наоборот, притягивается к волосам и защищает. Находясь в одном флаконе, они нейтрализуют друг друга.

Если Вы моете голову раз в неделю, то можете намыливать её 2 раза, если моете часто, то намыливайте 1 раз.

Заключение

Данная работа посвящена изучению состава и свойств шампуней и мыла для волос. Проблема безопасности средств ухода за волосами актуальна для всех людей. Средства для ухода за волосами попадают в организм человека через кожу, слизистые и оказывают воздействие не только на волосы, но и на здоровье человека. Средства для мытья, или окрашивания волос в конечном итоге попадают в окружающую среду и не должны её загрязнять.

В ходе исследования были выявлены следующие результаты:

По химическому составу мыло для волос более «щадящее», чем шампуни. Сравнение состава некоторых шампуней и мыла для тела и волос показало наличие в шампунях большего количества вредных добавок, чем в мыле. Экспериментально мы подтвердили этот факт. Провели опрос среди обучающихся МБОУ КСОШ №3. Большинство моих сверстников моют голову ежедневно, или через день и пользуются шампунями, содержащими вредные добавки. Двадцать процентов опрошенных используют бессульфатные шампуни.

С результатами исследования я выступила перед обучающимися г. Котельники. Респонденты, которые сменили шампунь на мыло «для волос» отмечают, что волосы перестали выпадать, остаются не жирными, что позволяет реже мыть голову, в результате чего уменьшается количество вредных веществ, попадающих в организм, нет перхоти и раздражения кожи головы.

Выводы

Таким образом, наша гипотеза подтвердилась, Специальное мыло, предназначенное для мытья волос, более эффективно и менее опасно как для волос, так и для здоровья человека.

Определение токсичности образцов шампуней и мыла для волос прибором нового поколения «Люмишот» показало: Шампуни импортных производителей, дорогие и рекламируемые как наименее вредные для волос оказались токсичными. Нетоксично мыло для волос и шампуни отечественных производителей.

Структура волос после использования специального мыла для волос значительно лучше, чем после использования шампуня.

Во всех исследуемых образцах, включая «бессульфатный» шампунь присутствовали сульфаты.

Список литературы

Экология. 10-11 классы: учебник для общеобразовательных рганизаций: базовый уровень / М. В. Аргунова, Д. В. Моргун, Т. А. Плюснина. – М. : Просвещение, 2019. – 143 с.

Введение в косметологию / Дрибноход Ю.А.

Википедия свободная энциклопедия [электронный ресурс]

Для чего в шампуне сульфаты? Вред или польза? Электронный ресурс.

Режим доступа https://stylesides.ru › blog › dlya-chego-v-shampune-sulfaty-vred-ili-polza

Электронное проложение к прибору «Люмишот»

Электронный ресурс. Режим доступа https://ecogolik.ru › dietanolamid-zhirnykh-kislot-kokosovogo-masla