Исследование средств для мытья посуды с помощью биоиндикаторов

XIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке. Летняя площадка 2021

Исследование средств для мытья посуды с помощью биоиндикаторов

Низамова Д.Э. 1
1МАОУ "СОШ №4 им. В.Г Некрасова"
Хуснутдинова Л.Б. 1
1МАОУ "СОШ №4 им. В.Г Некрасова"
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение.

Трудно поверить, что когда-то наши предки обходились хозяйственным мылом, уксусом, содой и даже песком. На сегодняшний день, нам-современным хозяйкам предоставляется огромный выбор моющих средств, которые, как заявляют производители, справится с горой грязных тарелок, а реклама по телевизору демонстрирует эффект «до» и «после». Но не каждый человек задумывается о том, какой в действительности вред могут наносить эти средства, а лишь обращают внимание только на яркую красивую упаковку.

К выбору моющих средств для кухни нужно подходить пренебрежительно и внимательно. Ученые выяснили, что ежегодно человек съедает до полулитра моющих средств.  Как, спросите вы? Жидкие моющие средства возможно смыть с посуды только длительным полосканием каждого столового прибора под большим количеством проточной воды. А станет ли хозяйка тратить полведра воды на полоскание тарелки или чашки?

Именно поэтому важно, чтобы моющее средство было эффективным и, что самое главное, безопасным для здоровья. Для того, чтобы понять, как правильно и безопасно использовать моющие средства для посуды, в первую очередь, мы должны узнать о них больше, чем сообщается в рекламе.

Цель: исследовать моющие средства, их состав и выявить наиболее эффективное, экономичное и безопасное в хозяйственных нуждах для биологических объектов.

Задачи:

1. Изучить состав, особенности применения, адресные данные

производителей моющих средств для мытья посуды, химические

особенности моющих средств.

2. Выявить наиболее часто используемые в домашних условиях

виды моющих средств для мытья посуды.

3. Исследовать влияние моющих средств для мытья посуды на

биологические объекты.

4. Провести социологический опрос учащихся МАОУ «СОШ №4 им. В. Г. Некрасова».

5. Проверить эффективность применения моющих средств для

посуды.

6. На основе полученных данных дать рекомендации по использованию моющих средств для посуды.

7. Разработать в домашних условиях наиболее безопасное и эффективное жидкое средство для мытья посуды.

Гипотеза: Моющие средства для мытья посуды не благотворно влияют на человека и окружающие его биологические объекты.

Актуальность проекта:среди огромного разнообразия моющих средств для посуды потребители не пытаются выбрать наиболее безопасные, а чаще бездумно руководствуются рекламой средств массовой информации, отзывами. При этом не каждый задумывается о том, какой вред организму эти средства могут нанести.

Объект исследования: Жидкие моющие средства для посуды различных торговых марок.

Теоретическая часть.

История возникновения средств для мытья посуды.

Самое примитивное моющее средство было получено на Ближнем Востоке примерно 5000 лет назад. Вероятно, оно было открыто случайно, когда над костром жарили мясо, и жир стекал на золу. Взяв в руки немного «простейшего» мыла, первобытный человек обнаружил, что оно легко растворяется в воде и смывается вместе с грязью. Прежде всего оно применялось для стирки и обработки язв и ран.В 1916 году немецкий химик Фриц Понтер разработал средство для использования в промышленности. В то время никто не задумывался о том, какой вред может нести полученное опытами средство, абсолютно всех устраивала дешевизна, простота изготовления и доступность сырья для его производства.1 Безвредные для кожи рук более-менее моющие средства появились в 1935 году. С того времени был разработано огромное количество синтетических моющих средств (CMC) узкого назначения, а их производство стало многозначащей отраслью химической промышленности.

Специальные средства для мытья посуды впервые появились в 1950-х годах. По консистенции средства делятся на: порошки, жидкие средства, гели и пасты. 2

1.2 Состав и свойства жидких средств для мытья посуды

Основу моющего средства для посуды составляют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Именно они и определяют его моющую способность.

Все поверхностно-активные вещества разделяются на две группы: ионогенные и неионогенные. В свой черёд ионогенные ПАВ в зависимости от характера образующихся при диссоциации в водных растворах ионов, можно разделить на анионнные и катионные. Более того, есть еще и амфолитные (амфотерные) ПАВ, которые содержат в молекуле две активные группы - анион и катион.

-Анионные ПАВ. Самые распространенные и дешевые в производстве вещества с отличной моющей способностью, но с агрессивным воздействием на кожу человека. К таким веществам относят обычные мыла, алкилсульфонаты и др.

-Катионные ПАВ.  ПАВ с ярко выраженными бактерицидными и антистатическими свойствами, в водном растворе распадаются.

-Неионогенные ПАВ. Основным достоинством является благоприятное действие на ткань и самое главное - 100% биоразлагаемость.

-Амфолитные ПАВ.Соединения, которые содержат в составе молекул оба типа групп: кислотную (чаще всего карбоксильную) и основную (обычно аминогруппу разных степеней замещения). В зависимости от рН среды могут проявлять свойства катионных (рН <4), неионогенных (4 – 9), анионных (рН> 9) ПАВ.

-Глицерин. Создаёт на поверхности кожи рук защитную пленку, предотвращающую интенсивное испарение влаги.

-Поваренная соль (NaCl). Применяется для загущения средств для мытья посуды.

-Отдушки (ароматизаторы). Добавляют во все моющие средства для придания запаха или для сокрытия неприятного запаха исходных веществ.

-Вода. Используется как растворитель.3

Главными свойствами средства являются его моющая способность, и значение pH. Водородный показатель характеризует, является ли средство нейтральным или обладает щелочной и кислотной реакцией, что обязательно скажется на состоянии кожи рук. Согласно требованиям ГОСТ Р 51696-2000, для средств, имеющих непосредственный контакт с кожей рук, значение показателя рН должно находиться в пределах от 3,0 до 11,5.4 Однако для средств, которыми пользуются часто, оптимальным является рН, близкий к нейтральному значению 6,0-7,0.

Ещё одним важным свойством для мытья посуды является пенообразование моющих средств. Пена возникает из растворов ПАВ. Она тормозит загрязнения в растворе и препятствует их обратному проникновению на поверхность, с которой они были удалены. Согласно ГОСТу, устойчивость пены моющего средства должна составлять 80%.

1.3 Невидимый яд. Влияние моющих средств на кожу рук и здоровье человека в целом.

Непредсказуемые ПАВ (поверхностно-активные вещества) в средствах для мытья посуды-синтетические. При попадании в организм вызывают постепенное отравление. Все начинается с аллергических реакций, а закончится я может развитием опухолей в желудочно-кишечном тракте, так как продукты распада многих ПАВ являются канцерогенами (веществами, которые вызывают рак).

Мало того, что при контакте ПАВ с кожей разрушается защитный барьер, соединения всасываются в кровь и разносятся по всему организму.

ПАВы превосходно справляются со своей задачей: выводят пятна и устраняют жир. А как-никак кожа рук тоже имеет липидный слой. А ПАВ абсолютно всё равно, какой жир удалять. Последующий результат: сухая кожа с образованием трещин, язвочек и ран. Хлор – отличный дезинфектор, ни один микроб не устоит перед ним. И кожа рук тоже! Она пересыхает, а ногти становятся ломкими и начинают слоиться.

Вред организму наносят не только ПАВы, но и химические ароматизаторы, консерванты. Ароматизаторы при мытье посуды человек активно вдыхает, что приводит, по мнению ученых, ко многим заболеваниям дыхательной системы вплоть до астмы.

Для защиты организма эксперты советуют разбавлять моющие средства водой, очень тщательно промывать губку и ополаскивать посуду проточной водой не менее 20 секунд.

Исследовательская часть.

2.1 Социологический опрос по использованию в быту жидких средств для мытья посуды

Для проведения школьного социологического опроса была составлена анкета. Анкетирование проводилось среди учащихся 10-х классов, а также среди друзей и знакомых (всего было опрошено 50 человек). Анкетируемым было предложено ответить на 3 вопроса:

1.Каким моющим средством для посуды вы пользуетесь?

2. Чем руководствуетесь при выборе: а) цена б) реклама в) состав г) упаковка д) отзывы

3. Приносит ли ваше средство ожидаемый результат?

1. Из тех, кто использует средства для мытья посуды, 40% опрошенных выбирают образец-1, 25% образец-2, 15% образец-3, 10% образец-4, 8% образец-5 и 2% выбирают образец-6.

2. 55% выбирают средство по цене, 35% опрошенных сделали свой выбор по отзывам, 10% выбирают средства, минимально воздействующее на кожу рук (обращают внимание на состав).

3. 96% довольны сделанным выбором.

Вывод: результаты опроса показали, что часто используемое средство в домашних условиях «образец-1».Чаще всего, покупатели выбирают средство по цене, реже обращают внимание на состав (что очень важно!). И в основном опрошенных устраивает их моющее средство.

2.2 Анализ химического состава жидких средств для мытья посуды, используемых респондентами

Чаще всего, инструкцию о составе моющих средств покупатели не читают, но это не избавляет производителя от необходимости предоставления нанесения этой информации на этикетке. (приложение 1).

На этикетках всех исследуемых средств, кроме «образец-4», указано процентное содержание ПАВ, их тип. (У «образец-4» процентное содержание не указано). В данных средствах содержатся анионные и неионогенные ПАВ, исключения «образец-6» и «образец-4»- в них отсутствуют неионогенные ПАВ. (Из всех моющих средств «образец-4» дешевле, а «образец-6» дороже). Так же во всех моющих средствах есть отдушки-ароматизаторы. Поваренная соль (для вязкости) входит в состав двух средств: «образец-4» и «образец-3». Комплексообразователь (используется для вязкости воды) присутствует в «образец-2», «образец-6» и «образец-3». Регулятор pH я увидела на этикетках «образец-2», «образец-5» и «образец-6». Глицерин — это обязательный компонент жидких моющих средств, но он есть не во всех исследуемых средствах, только у «образец-6» и «образец-3». Антибактериальные компоненты содержатся во всех средствах, кроме «образец-6» и «образец-3». Щёлочь я обнаружила у двух средств: «образец-1» и «образец-5». Срок годности у всех моющих средств почти одинаковый, но лишь производители средства «образец-4» обещают сохранность средства на 3 года.

Вывод: Анионные ПАВ-это основа моющих средств, так как именно они образуют пену для удаления загрязнений, но при этом могут агрессивно воздействовать на кожу человека и даже вызвать аллергическую реакцию. Изучив требования ГОСТ Р 51696-2000 массовая доля анионных ПАВ не должна превышать 35%. Дополнительные компоненты, которые улучшают моющую способность, присутствуют во всех исследуемых средствах. Вызывает взволнованность наличие такого компонента, как щелочь в средствах «образец-1» и «образец-5».

2.3 Определение эффективности средств для мытья посуды.

Данным экспериментом я решила пронаблюдать, а действительно ли средства «отмывают даже в холодной воде», как утверждает реклама. Для этого, в качестве жира, я использовала растительное масло и градусник для измерения температуры воды. (приложение 2) Результаты эксперимента приведены в таблице 1,2,3.

Таблица №1. Эффективность моющих средств при температуре воды = 15 С

 

Образец-1

Образец-2

Образец-3

Образец -4

Образец-5

Образец-6

Образование пены

среднее

слабое

среднее

слабое

среднее

слабое

Смываемость

плохая

плохая

средняя

плохая

среднее

средняя

Расход воды

большой

большой

большой

небольшой

большой

большой

Таблица №2. Эффективность моющих средств при температуре воды=25 С

 

Образец-1

Образец-2

Образец-3

Образец-4

Образец-5

Образец-6

Образование пены

хорошее

слабое

среднее

среднее

среднее

слабое

Смываемость

плохая

плохая

плохая

плохая

средняя

средняя

Расход воды

большой

средний

небольшой

большой

большой

средний

Таблица №3. Эффективность моющих средств при температуре воды= 40,5 С

 

Образец-1

Образец-2

Образец-3

Образец-4

Образец-5

Образец-6

Образование пены

среднее

слабое

сильное

среднее

Сильное

слабое

Смываемость

плохая

хорошая

хорошая

хорошая

плохая

хорошая

Расход воды

большой

большой

небольшой

небольшой

большой

небольшой

Вывод: не смотря на рекламные ролики моющих средств ни одно из них не смогло растворить жир в холодной воде. Подтверждено, что лучше других смываются теплой и горячей водой средства «образец-5» и «образец-6».

2.4 Исследование рН растворов моющих средств

Для исследования pH я приготовила 1%-ые растворы жидких средств для мытья посуды. Раствор каждого средства я исследовала универсальной индикаторной бумагой. (приложение 3). Полученные результаты оформила в таблицу №4.

Таблица №4. Значение pH среды моющих средств.

 

Образец-1

Образец-2

Образец-3

Образец-4

Образец-5

Образец-6

Значение pH

8

7

5

7

7

4

Среда

Щелочная

Нейтральная

Кислая

Нейтральная

Нейтральная

Кислая

Вывод: исследуемые моющие средства имеют значение рН ниже показателя нейтральности (7) и выше показателя кислотно-щелочного баланса рук человека (5,5). Таким образом, игнорирование средств защиты может привести к пагубному влиянию на кожу рук.

2.5 Биотестирование

Биотестирование (от англ. bioassay) это процедура установления токсичности среды с помощью тест-объектов.

2.5.1 Биотестирование №1.

«Изучение влияния моющих средств на прорастание семян кресс-салата».

Для проведения данного эксперимента мне понадобилось 10 ёмкостей для выращивания семян кресс-салата сорта «Весенний». Семена взошли через 3 дня.

После появления всходов семян я приготовила растворы каждого моющего средства для посуды 0,1%-концентрации и стала поливать этими растворами всходы салата, систематически увеличивая концентрацию раствора при каждой последующей поливе. 6-ть образцов семян я поливала моющими средствами, а остальные 4-е водой (контроль).

1день - 10 мл. воды + 0.5 мл моющего средства;

2день - 10 мл. воды + 1 мл моющего средства;

3день - 10 мл. воды + 1,5 мл моющего средства.

Через 3 дня я наблюдала значительное угнетение всех 4-х образцов, кроме семян, поливаемых водой-они продолжали расти в обычном состоянии.

При малых дозах моющего средства для посуды в растворе изменений в росте и развитии растений не наблюдалось, но при значительном увеличении дозы действие стало заметным: «образец-1»» и «образец-6» отреагировали на синтетические моющие средства хуже: листья опустились и засохли, а «образец-4» и «образец-5» выглядят привлекательней. По окончанию эксперимента здоровыми остались только растения, поливаемые водой (контроль). Всходы в «образец-2» и «образец-3»оказались максимально истощенными.

Вывод: средства для мытья «образец-1» и «образец-6» более опасны, чем «образец-4» и «образец-5». Сравнивая с контрольными растениями, все образцы выглядят угнетенными, что указывает на вредное воздействие растворов моющих средств. Все средства вызывают нарушение роста и развития растений, ущерб процессу фотосинтеза. (Приложение 4)

2.5.2 Биотестирование №2.

«Изучение влияния моющих средств на живые организмы-Мотыль»

Мотыль (малинка)— распространённое название червевидных красных личинок комаров, достигающих длины в несколько сантиметров. 

В данном опыте я решила проверить, как средства для мытья посуды будут влиять на живые организмы. Для этого я помещала мотылей в 1%-раствор средства и наблюдала, как они себя ведут в данной среде. Обнаружила усиление движения мотылей, далее наблюдала замедление движения, а затем гибель. Полученные результаты оформила в таблицу №5.

Таблица №5. «Реакция мотылей на действие моющих средств».

 

Образец-1

Образец-2

Образец-3

Образец-4

Образец-5

Образец-6

Активны

35 сек

27 сек.

20 сек.

15 сек.

31 сек.

38 сек.

Замедление

8 сек.

12 сек.

10 сек.

5 сек.

11 сек.

17 сек.

Гибель

4 сек.

8 сек.

6 сек.

3 сек.

8,7 сек.

11 сек.

Вывод: жидкие моющие средства не благоприятно влияют на жизнь и развитие живых организмов. Наиболее опасными моющими средствами по данному исследованию оказались: «образец-1» и «образец-4» так как именно в их средах мотыли быстро погибали.

Биотестирование №3.

«Изучение влияния моющих средств на рост и развитие плесневого гриба Мукор».

Мукор (белая плесень) относится к плесневым грибам. Плесневые грибы обычно поселяются на органических субстратах (пищевых продуктах, древесине) и питаются за их счет, разлагая органику.

Для проведения данного эксперимента мне понадобились куски белого хлеба и контейнер. Куски хлеба я смачивала в исследуемых моющих средствах. Результаты исследования оформила в таблицу №6.

Таблица №6. «Рост и развитие плесневого гриба Мукора в различных моющих средствах»

Образец

Образец-1

Образец-2

Образец-3

Образец-4

Образец-5

Образец-6

Результат

Обильное разрастание плесневого грибка.

Плесени достаточно мало, почти незаметна.

Плесни нет нигде. Кусочек хлеба не изменился.

Разрастание бело-сероватая плесень. Кусочек хлеба поменял цвет-стал жёлтым.

Наблюдается обильное разрастание плесневого грибка.

Обнаруживается небольшое количество плесени сбоку кусочка хлеба.

Вывод: «образец-1», «образец-3» и «образец-4» способствуют разрастанию плесневого гриба, а образцы растворов «образец-2», «образец-5» и «образец-6» вызывают угнетение роста плесени. Более того, при хранении пищевых продуктов (в данном опыте хлеба) в посуде, вымытой данными моющими средствами, возникают благоприятные условия для разрастания плесневых грибов и развития гниения. (приложение 6)

3. Экспериментальная часть

3.1 Создание жидкого средства для мытья посуды в домашних условиях и его проверка.

Исходя из данных опытов выше и изучив состав жидких средств для мытья посуды, я решила попробовать изготовить безопасное средство «Purely» в домашних условиях и провести его проверку.

Состав средства ««Purely»: горячая вода-0,5 л., глицерин-4 ст.л., медицинский спирт-1 ст.л., хозяйственное мыло-25 г.

Алгоритм изготовления средства для мытья посуды «Purely» в домашних условиях:

1. Первоначально я натёрла на тёрке хозяйственное мыло, залила небольшим количеством воды и поставила плавится на водяную баню. Временами помешивала и доливала оставшуюся воду.

2. После того, как мыло растворилось в ёмкости на водяной бане, дала время остыть.

3. В остывшее средство добавила 1 ст. л медицинского спирта и 4 ст. л глицерина и хорошо перемешала до однородной жидкой массы.

4. Собрала образовавшуюся пену, перелила полученное средство в баночку и дала настояться в течении нескольких часов.

5. Получилось средство в виде геля, но через некоторые сутки оно густеет.

Проверка средства «Purely»:

1. С помощью индикаторной бумаги я определила значение pH, оно равно 7 (нейтральная среда), что соответствует требованиям ГОСТа.

2. Средство справляется с удалением жира только в горячей воде.

3. Высота пены оказалась намного выше магазинных средств. Устойчивость пены-70%, то есть расход средства большой.

Считаю, что данное средство более месяца использовать нельзя. Если же добавить консервант (например, эфирные масла), то в этом случае средство сможет храниться дольше. (приложение 7)

Рекомендации по использованию моющих средств для посуды.

1.Мойте посуду обязательно в резиновых перчатках.

2. Сперва капайте моющее средство на губку или в воду, но не на саму посуду.

3.Тщательно ополаскивайте посуду (2-3 минуты).

4. Тщательно протирайте посуду полотенцем после помывки (так можно удалить до 90% ПАВов).

5. Храните флаконы моющих средств закрытыми, чтобы не допустить токсичных испарений.

6.Откажитесь от поролоновой губки, так как она является идеальной средой для размножения бактерий и плохо дезинфицируется.

7.Не смешивайте несколько разных средств бытовой химии! Это может быть очень опасно для здоровья.

8. Будьте бдительны, не приобретайте средства без указания состава и с явными изъянами на упаковке. Вероятно, это подделка.

Заключение.

В результате проведённых опытов я могу сказать, что наиболее безопасное моющее средство их тех, что были исследуемы «образец-6», оно только разрушает жир и не даёт дополнительной химической реакции.

Так же из всех исследуемых моющих средств для посуды наиболее экономичным является «образец-1».

Исследовательская работа может помочь многим в практической деятельности, т.е. правильно выбрать жидкое средство для мытья посуды. В современном мире вред средств для мытья посуды – один из самых актуальных вопросов для людей, заботящихся о своем здоровье. Необходимо учитывать, что все жидкости в ярких упаковках – это результат труда химиков, а значит, в их состав входят вещества, которые могут быть вредны для живых организмов и здоровья человека. Но не все моющие средства для посуды оказывают опасное воздействие на живые организмы. На примере данной работы можно увидеть, что не всегда что дорого, то хорошо.

На данный момент нет средства, который бы подходил по всем критериям. Поэтому каждый человек вправе выбирать, что ему покупать. Необходимо более ответственно относится к выбору моющих средств и не позволять рекламе обманывать себя.

Таким образом, цель работы была достигнута, гипотеза подтверждена.

Список литературы:

1. https://xumuk.ru/encyklopedia/2711.html

2. https://www.opengost.ru/ Портал нормативных документов

3. Юдин А.М. Химия в нашем доме: Справ. изд. – М.: Химия, 1989.

4. https://otherreferats.allbest.ru/manufacture/d00095053.html

5. http://www.matrixplus.ru/soapposuda.htm

6. Юдин А.М.. Сучков В.Н.. Коростелин. Химия для вас.-М.: "Химия", 1985.- с.81.

7. Пирумян Ю.Л. Домашние заботы // Химия и жизнь, №1,1991, с.72.

8. Хауталя Г.и Вагнера Г. Средства для очистки и ухода в быту. Химия, применение, экология и безопасность потребителей. Москва, 2007 г

9. ГОСТ 32478-2013 Товары бытовой химии. Общие технические требования

Приложения.

Приложение 1. Химический состав моющих средств.

 

Образец-1

Образец-2

Образец-3

Образец-4

Образец-5

Образец-6

ПАВ

анионные

5-15%

5-15%

5-15%

+

5-15%

5-15%

катионные

-

-

-

-

-

-

неионогенные

Менее 5%

Менее 5%

-

-

Менее 5%

Менее 5%

амфолитные

-

+

+

+

+

-

Поваренная соль (NaCl)

-

-

-

+

+

-

Отдушка

+

+

+

+

+

+

Глицерин

-

-

+

-

+

-

Вода

-

-

+

+

+

-

Регулятор pH

-

+

+

-

-

+

Щёлочь

+

-

-

-

-

+

Антибактериальные компоненты

+

+

-

+

-

+

Комплексообразователь

-

+

+

-

+

-

Загуститель

-

-

-

-

-

-

Формальдегид

-

-

-

-

-

+

Срок годности

18 месяцев

18 месяцев

24 месяца

3 года

24 месяца

18 месяцев

Меры предосторожности

Хранить в недоступном для детей месте. В случае попадания моющего средства в глаза немедленно промыть большим количеством воды. Избегать длительного контакта с моющем средством. При работе желательно использовать резиновые перчатки.

Хранить в недоступном для детей месте. При попадании средства на слизистые оболочки и в глаза необходимо промыть их проточной водой.

При попадании в глаза промыть водой. Использовать строго по назначению. Хранить в местах, недоступных для детей. Не смешивать с другими средствами бытовой химии.

Беречь от детей! При попадании в глаза немедленно промыть проточной водой.

При применении средства, использовать защитные перчатки. При попадании в глаза, промыть большим количеством чистой воды. В случае сохранения симптомов, раздражающих, слизистую газ, обратиться в врачу.

Хранить при температуре не ниже -20 градусов. Беречь от детей! Избегать попадения в глаза.

Цена

119 руб.

138 руб.

215 руб.

89 руб.

104 руб.

115 руб.

Приложение 2. Пенообразование моющих средств при температуре воды 40,5С

Приложение 3.Исследование рН растворов моющих средств

Приложение 4.

Приложение 5.

Приложение 6.

Приложение 7. Процесс создания моющего средства «Purely».

1Юдин А.М. Химия в нашем доме: Справ. изд. – М.: Химия, 1989.

2http://www.matrixplus.ru/soapposuda.htm

3https://xumuk.ru/encyklopedia/2711.html

4https://www.opengost.ru/ Портал нормативных документов

Просмотров работы: 21