Исследование влияния средств для стирки на материалы и живые организмы

V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Исследование влияния средств для стирки на материалы и живые организмы

Рачинский  Н.В. 1
1МАОУ "Гимназия№16" г. Уфы
Аникина О.В. 1Рачинская М.В. 1
1МАОУ "Гимназия №16" г. Уфы
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

С того времени как человек начал носить одежду, появилась необходимость содержать ее в чистоте. Незаменимый помощник в этом - синтетические моющие средства (СМС) - средства для стирки (СС). В первых СС - порошках основным компонентом была сода. В настоящее время ассортимент средств для стирки очень богат, а сами СС - это смеси компонентов. Состав и свойства СС - разнообразны. Расцвет производства бытовой химии и изобилие ее продуктов оборачиваются проблемой выбора: какое СС выбрать - порошок или жидкое средство (ЖС)? Ведь важны многие факторы, и, самое главное, чтобы СС было безопасным с точки зрения здоровья человека и экологии.

Цель работы: изучение свойств растворов СС и их влияния на свойства материалов и живые организмы для составления рекомендаций по выбору и безопасному использованию.

Задачи:

изучить литературу по истории стирки и современным СС;

проанализировать состав СС известных торговых марок;

качественно исследовать влияние растворов СС на материалы и живые организмы;

оценить, различаются ли свойства сухих и жидких СС;

сделать выводы, дать рекомендации.

Объект исследования: средства для стирки известных торговых марок.

Методы исследования: теоретический, эмпирический и практический.

Актуальность: Опрос детей 8-10 лет показал, что вопрос "СС - это друг или враг для человека и природы?" не так прост. Лишь 25 % ответили, что СС может быть вредным, а 10 % опрошенных затруднились с ответом. Проблема выбора безопасного и эффективного СС стоит перед каждым человеком, а выбор затруднен из-за многочисленности марок и видов продукции, особенностей тканей, загрязнений и моющих средств, воздействия рекламы и советов знакомых. Так как в состав СС входят довольно вредные компоненты, соблюдение некоторых правил при их выборе и применении поможет снизить их негативное влияние на организм человека и окружающую среду.

Гипотеза: СС изменяют свойства воды и, за счет этого, влияют на материалы (очищают загрязнения, но могут и изменять свойства самих материалов). Они вредны для природы, так как могут нарушать равновесие в экосистемах, в которые попадают в виде сточных вод.

Глава 1. Средства для стирки - история, суть, опасности и перспективы (Литературный обзор) 1.1 Российский рынок стиральных порошков

В повседневной жизни есть вещи, без которых не обойтись, например, СС. Они - далеко не последняя необходимость. Еще в 60-е годы стирали мылом, сегодня использование СМС в России растет из года в год. Рынок СМС только в период с 2001 по 2005 год вырос в 1,5 раза.

Уровень потребления СМС в России в 2-3 раза ниже, чем в Европе. Он должен составлять не менее 7 кг в год на душу населения. В России этот показатель составляет - 4-6 кг, в Германии - 10-12 кг в год, в Великобритании - 14 кг, во Франции - 15 кг, в странах Северной Америки - 28 кг [1, 2]. Кроме того, у нас мало продаются гели, концентрированные порошки, таблетки, продукция с экологически чистыми компонентами, так популярные на Западе [3].

ТОП-5 СМС, а именно Ariel, AOS, Tide, Deni, Tix, представлены в зарубежными производителями Procter & Gamble и Henkel. СМС российских производителей - в числе аутсайдеров рынка [4, 5].

1.2 История стирки.

Стирка во все времена была очень тяжелой работой [6]. Перечень моющих средств от времен фараонов до Викторианской эпохи выглядит как список колдовских зелий: в нем фигурируют бычья желчь, мозговые кости, разложившаяся моча, свиной и овечий помет, яичные желтки, кипящее молоко, ключевая вода, теплые отруби, селитра, гуммиарабик, мед, опилки, зола, бобовая муки, пивные дрожжи и прочее [7]. Но и эти средства не всегда были действенны, поэтому человеческий ум постоянно искал способы облегчения стирки: химические, механические, термические. Раньше стирали натуральным мылом из жира животных и золы, затем появились синтетические средства (СМС).

1.3 Современные стиральные порошки: компоненты и их функции

В первых стиральных порошках основным компонентом была сода. В 1878 году выходит первый в Германии стиральный порошок Henkel's Bleich-Soda (Отбеливающая сода Хенкеля) [8].

Сейчас стиральное средство - это смесь веществ, выполняющих разные функции и содержащихся в различном количестве. Каждое средство предназначено для тканей определенного вида (Приложение. Таблица 1).

Самыми важными компонентами СС являются поверхностно-активные вещества (ПАВ) - сульфонол, алкилсульфаты, алкиларилсульфонаты и др. К ПАВ относится и мыло. ПАВ разделяют грязь и жир на фрагменты и переносят ее в воду. ПАВ, используемые в СС, бывают нескольких типов: анионные, катионные и неионогенные. Содержание ПАВ в хорошем СС не должно превышать порога в 5% (в конце 20 века, эта цифра была 25 %). С точки зрения здоровья человека и экологии, лучше - неионогенные ПАВ [9].

Также СС содержат щелочные соединения, соду и др. Для смягчения воды применяют триполифосфат натрия - так СМС стирают даже в морской воде.

Для удаления белковых загрязнений в СМС вводят ферменты (энзимы), которые действуют только при температуре не выше 40 0С.

К вспомогательным - относятся отбеливатели, отдушки, смягчители воды.

В СМС для стирки хлопчатобумажных и льняных тканей вводят химические отбеливатели, например, перборат натрия. Выше 65 0С он выделяет кислород, который окисляет и обесцвечивает загрязнения и дезинфицирует [10-12].

В качестве компонентов, смягчающих воду, используются сода Na­2­CO­3­, соединения фосфора: фосфаты и/или полифосфаты общей формулой R-PO(OH)2, цеолиты (микропористые алюмосиликаты).

Что означает смягчать воду? Вода с большим содержанием растворенных солей называется жесткой [13]. По данным Роспотребнадзора, нормы по жесткости воды в Уфе превышены примерно в два раза [14]. Есть разные способы убрать эти соли из воды, смягчить ее. Один из них реагентный - реакция растворенных солей, в частности, с содой [15].

1.4 Влияние компонентов СС на природу и организм человека.

При выборе СС мы не обращаем внимание на состав, так как не понимаем, что вредно, а что - не очень. Но частицы средств могут оставаться на одежде и напрямую соприкасаться с кожей человека и попадать в организм. Из чего состоят СС и как выбрать те, состав которых несет меньший вред нашему организму и окружающей среде?

ПАВ (Поверхностно Активные Вещества)

Во все СС входят ПАВ - это химические вещества, продукты нефтепереработки. Все ПАВ неполезны для нашего организма. При попадании в организм ПАВ покрывают поверхность клеточных мембран и вызывают нарушения биохимических процессов. ПАВ изменяют интенсивность ОВР, активность ферментов, нарушают обмен веществ. Особенно агрессивны анионные ПАВ - вызывают грубые нарушения иммунитета, развитие аллергии, поражение мозга, печени, почек, легких. Все ПАВ делятся на ионогенные и неионогенные (Приложение. Таблица 2). Экологичность СС зависит от того, могут ли биоразлагаться ПАВ до воды и СО­2. В хорошем СМС ПАВ не более 5%.

Фосфаты, фосфонаты, цеолиты.

Фосфаты — не менее опасны, чем ПАВ. Они - одна из причин экологических катастроф. Добавляются, чтобы смягчать воду. Очень токсичны: вызывают поражение дыхательных путей, аллергические реакции, усиливают проникновение в организм ПАВ. Фосфаты губят все живое на своем пути. Проникая в природные источники воды, фосфаты вызывают разрастание водорослей, что приводит к гибели вододоемов и сказывается на обеспечении населенных пунктов питьевой водой. Многие производители заменили фосфаты на фосфонаты, которые биоразлагаемы и легко перерабатываются водными растениями.

Сегодня есть СС, в составе которых еще более экологичные вещества, смягчающие воду - цеолиты и поликарбоксилаты. Хотя и они не полностью экологичны. Так, цеолиты не расщепляются в воде, не выполаскиваются полностью из тканей и обезжиривают кожу человека.

Поликарбоксилаты - это органические водорастворимые полимеры. Производители добавляют их в бесфосфатные порошки в качестве смягчителя воды, они повышают эффективность ПАВ. Поликарбоксилаты частично биоразлагаемы бактериями, выводятся из сточных вод почти без следа.

Отбеливатели бывают оптические и химические (кислородсодержащие). Оптический отбеливатель не отстирывает вещи, а покрывает ткань частицами, которые отражаются при свете ультрафиолета, производя впечатление чистоты, при искусственном освещении эта иллюзия исчезает. Он не вымывается полностью из ткани, а при контакте с кожей приводит к аллергическим реакциям.

Химические отбеливатели путем ОВР разрушают нерастворимые загрязнения. Кислородосодержащий отбеливатель - самый щадящий и безопасный отбеливатель на рынке СС. В его основе - перкарбонат натрия, который разлагается на соду, кислород и воду, т.е., биоразлагаем, не оказывает негативного влияния, хорошо выполаскивается.

Ароматизаторы очень часто являются неотъемлемой частью СС. Но искусственные ароматизаторы - это 100% продукт нефтепереработки, который оказывает на наш организм абсолютно отрицательное воздействие. Чаще всего, это аллергические проявления [16-20].

Таким образом, обзор литературы показывает, что СС - то, от чего невозможно отказаться полностью, они сопровождают человеческую цивилизацию много веков. Однако к выбору нужно относиться очень ответственно. Ведь на одной чаше весов - чистая одежда и белье, а на второй - наше здоровье.

Глава 2. Практическая часть

Объекты исследования: средства для стирки - стиральные порошки и жидкие средства (универсальные и для стирки деликатных тканей).

Реактивы:вода дистиллированная, вода из крана, трилон Б, индикатор хром темно-синий, 10 % водный раствор гидроксида аммония NH­4­OH (нашатырный спирт), спирт этиловый 96 %, сода, столовый уксус (9% раствор уксусной кислоты),раствор фенолфталеина, дрожжи живые прессованные, хлеб ржаной, семена гороха полевого (пелюшки) Pisum sativum (сидерат "Русский огород"), глина, почва для комнатных цветов, песок, синтетические моющие средства: порошки "Пемос", "Миф", "Ariel", "Persil", "Tide", "BiMax", "Deni", "Эколь", "Losk", "Dosia", "Ушастый нянь", "Каждый день", "Биолан", "Tide Детский", "Детский Time-free", "Аистенок", жидкие средства (ЖС): «Ласка Бальзам» для шерсти и деликатных тканей, «CleanOK» для шерсти и деликатных тканей, универсальное «CleanOK».

Оборудование:штатив, пробирки, мерная ложечка, мерный стакан (цилиндр), полотенца из нетканого полотна (спанлейс): 50 % вискоза, 50 % полиэфир размером 25*30 см, высокие стеклянные стаканы объемом 250 мл, универсальная индикаторная бумага, контейнеры стеклянные или полимерные (для проращивания семян), стеклянные банки с крышками объемом 250 мл, шприц на 10 или 12 мл без иглы, ножницы, миска эмалированная, линейка.

Методики выполнения эксперимента 2.1 Приготовление растворов

Растворы готовили, растворяя СС в водопроводной воде (0-25 dGH). Концентрацию рассчитывали в соответствии с рекомендацией производителей: 8 г порошка и соды на 1 л воды и 8 мл жидкого средства на 1 л воды.

2.2 Определение общей жесткости воды титрованием трилоном Б.

Метод определения общей жесткости воды (суммы кальция и магния) основан на титровании кальция и магния трилоном Б в присутствии металлоиндикатора - хрома темно-синего.

Приготовление реактивов:

Индикатор: в 10 мл этилового спирта - небольшое количество хрома темно-синего. Титровальный раствор: 1 г трилона Б - в 150 мл дистиллированной H­2­O.

Проведение анализа: к 10 мл воды добавили 10 кап. нашатырного спирта и 1-3 кап. индикатора до появления розовой окраски. По каплям добавляли раствор трилона Б до появления устойчивой сине-фиолетовой окраски. Анализ проводили 3-5 раз с каждым образцом. Расчет: 1 мл трилона Б связывает количество солей, соответствующее жесткости, равной 10 градусам dGH [21].

2.3 Определение наличия соды в стиральном порошке

Мерной ложкой отбирали равные пробы порошков, засыпали их в пробирки, добавляли уксусную кислоту и наблюдали, происходит ли вскипание [22].

2.4 Определение рН растворов средств для стирки 2.4.1 Определение рН растворов с помощью индикаторной бумаги

рН растворов определяли с помощью универсальной индикаторной бумаги: опускали полоску в раствор и сверяли окраску с цветной шкалой на упаковке: от 2 до 5 - среда кислая, 6-7 - нейтральная, более 8 - щелочная.

2.4.2 Определение рН растворов с помощью раствора фенолфталеина

В раствор СС добавляли несколько капель раствора фенолфталеина. Розовая окраска раствора, значит, раствор - щелочной, бесцветный раствор - среда нейтральная или кислая [22].

2.5 Влияние средств для стирки на материалы 2.5.1 Качественное исследование влияния СС на капиллярные свойства

Для опыта использовали высокие стаканы и полотенца из нетканого полотна. Один конец полотенца опустили в полный стакан с водой, второй - в пустой стакан, чтобы между ними был мостик из ткани, доходящий до дна стаканов. Наблюдали, когда уровень воды сравняется в обоих стаканах [23] и фиксировали время. Опыт качественный, сравнительный.

2.5.2 Влияние раствора средства для стирки на смачиваемость ткани

На образец из 100 %-ной шерсти из шприца на 10 мл без иглы наносили 1 каплю воды и растворов соды и СС: порошка "Миф", ЖС "CleanOK" и ЖС для стирки деликатных тканей. Отмечали, смачивается ли шерстяной образец, наблюдали за формой и поведением капли жидкости (оставалась на поверхности в виде капель, растекалась по поверхности ткани, впитывалась в нее) [24].

2.5.3 Влияние раствора средства для стирки на состояние волокон

Нарезали нити для вязания разного состава на фрагменты длиной 50 см. Состав: 100 % хлопок, 100 % акрил, 100 % шерсть, 50% акрил-50% шерсть. Поместили их в жидкости с разными свойствами: 1) в чистую воду комнатной температуры, 2) в чистую горячую воду, кипятили в течение 15 минут, 3) в раствор порошка в воде комнатной температуры, 4) в раствор порошка в горячей воде, кипятили в течение 15 минут, 5) в раствор ЖС для деликатных тканей в теплой воде; 6) в раствор универсального ЖС в теплой воде. Через 3 часа прополоскали в воде без отжима, сушили в расправленном виде. После высыхания оценили состояние волокон и длину фрагментов.

2.6 Влияние СМС на живые организмы 2.6.1 Влияние СМС на активность дрожжей.

Для опыта взяли прессованные дрожжи. Питательная смесь (ПС): 1 ч. л. сахара, 1 ч. л. муки, 50 мл жидкости ( 30-40 0С). В высокий стакан с ПС вводили дрожжи и оставляли на 1 час в изолированных условиях. Через 30 минут измеряли высоту пенной "шапочки". Чем выше "шапочка", тем более активны дрожжи. Жидкости: 1) вода, 2) раствор универсального ЖС "СleanOK", 3) раствор соды, 4) раствор порошка "Миф".

2.6.2 Влияние СМС на развитие плесневых грибов

В 4 банки объемом 200 мл положили по куску хлеба. Хлеб в каждой банке смочили жидкостью (как в п.2.6.1). На 1 сутки оставили открытые банки с хлебом в комнате - засеяли спорами грибов. Через сутки закрыли банки крышками и поставили в кухонный шкаф. В течение 7-10 дней наблюдали за изменениями.

2.6.3 Влияние СМС на прорастание семян

Семена гороха полевого Pisum Sativum L. (100 шт.) помещали в салфетку из нетканого материала, смоченную жидкостью (как в п.2.6.1). Наблюдали за изменениями в течение недели: "проклевываются" ли ростки, скорость, с которой "проклевываются" и развиваются проростки [25].

2.7 Исследование сорбционных свойств почвы по отношению к СС

Приготовили смесь из песка, глины и почвы (1:1:8 - усредненный состав почвы) [26]. Залили ее растворами соды и СС на 2 дня (с известными рН). Жидкость отделили фильтрованием. Измерили рН фильтратов и повторили эксперимент с проращиванием семян гороха (как в п.2.6.3).

Глава 3. Влияние свойств воды и растворов СС на материалы 3.1 Влияние свойств воды на взаимодействие с материалами

Для начала мы выяснили, влияет ли на стирку (на взаимодействие с материалами) сама вода? Оказалось, что да.

Мы поставили известный занимательный опыт "Гуляющая вода" [23]. Для него мы брали воду разной жесткости, температуры и растворы СС. Параметр - время, за которое вода по тканевому мостику перетекала из полного стакана в - пустой, и устанавливалось равновесие. Это время характеризует скорость, с которой жидкость смачивает ткань и перемещается по полостям внутри нее. Эксперимент качественный, но он вполне объективно показывает, влияют ли свойства воды и добавки в воду СС на процесс стирки ( смачиваемость материалов, перемещение жидкости по волокнам, и, в конечном итоге, на результат стирки).

Исследование влияния жесткости не выявило закономерности (рис.3.1.1).

С повышением температуры время перетекания воды уменьшалось (рис.3.1.2), т.е. чем выше температура воды, тем лучше смачивается ткань.

При добавлении СС время перетекания также уменьшалось (рис.3.1.3)

Капиллярный эффект напрямую связан со смачиваемостью волокон. Капля воды ведет себя по-разному в зависимости от поверхности: на гидрофильном материале (например, бумаге) капля растекается и смачивает его, на поверхности гидрофоба капля не растекается [27]. Для оценки смачиваемости в качестве материала мы выбрали шерстяное вязаное полотно, так как из предыдущих экспериментов знаем, что шерсть хуже всего смачивается простой водой, значит, она - удобный объект для наблюдения в данном эксперименте (таб.3.1.1).

Таблица 3.1.1.

Оценка смачиваемости шерсти разными жидкостями

Жидкость

Результат взаимодействия с вязаным полотном из шерсти

Вода

Не смачивается, капля воды сохраняет форму шарика

Раствор соды

Вода растекается сплошным слоем, но впитывается не сразу

Раствор универсального ЖС "CleanOK"

Раствор сразу впитывается волокнами шерсти

Раствор порошка "Миф"

Раствор сразу впитывается волокнами шерсти

Оценка смачиваемости шерстяного вязаного полотна также показала, что СС (в том числе и сода), способствуют лучшей смачиваемости тканей и материалов - раствор проникает внутрь волокон, значит, может взаимодействовать с более глубокими загрязнениями.

3.2 Изучение среды растворов средств для стирки

В предыдущей работе (2015 г.) мы установили, что в составе всех, без исключения, порошков есть сода. В жидких средствах для деликатных тканей соды нет (Приложение. Таб. 3). Мы решили проверить, какова среда растворов СС, и какое это имеет значение? Данные - в Таблице 4 Приложения.

Оказалось,что растворы порошков имеют сильно-щелочную среду (рН~10), растворы соды и универсального ЖС - слабо-щелочную (рН~8), растворы ЖС для деликатных тканей - нейтральные (рН~6). Удивительно, что порошки для стирки детской одежды образуют растворы с сильно-щелочной, а значит, достаточно агрессивной средой. Очевидно, кислотность растворов СС связана с их способностью удалять загрязнения разных типов с разных тканей.

3.3 Влияние средств для стирки на нити (волокна) разного состава

Все текстильные материалы (волокна тканей) имеют разное строение, так, например, хлопчатобумажная ткань состоит из растительных углеводных волокон [28], а шерсть животных - это белковые молекулы [29]. Следовательно, они загрязняются по разному и взаимодействуют с агрессивными растворами (сильно-кислотными или сильно-щелочными) тоже не одинаково.

Для прояснения вопроса "Почему для шерсти, шелка и деликатных тканей нужны специальные СС, а не порошки?" мы выполнили следующий эксперимент: нити разного состава выдерживали в разных условиях - в воде разной температуры и с разными СС (таб.3.3.1).

Таблица 3.3.1.

Влияние средств для стирки на волокна разного состава

Условия эксперимента

Длина нити, см

Температура

воды, 0С

Средство

Шерсть

Хлопок

Акрил

50 % шерсть-50 % акрил

До начала эксперимента

-

50

48,5

50

50

100

-

48

48,5

50

52

100

Порошок Persil

47

48,5

50

51

50

Жидкое для деликатных тканей

49,5

48,5

50

51

50

Жидкое универсальное

48

48,5

50

52

50

Порошок Persil

48

48,5

50

52

Нити из 100 %-ной шерсти в растворе порошка и при высокой температуре воды уменьшились в длине ("сели"), в растворе СС для деликатных тканей - нет. Нити "50 % шерсть-50 % акрил" в тех же условиях "растянулись".

Итак, мы убедились на примере шерсть-содержащих нитей, что среда и температура раствора при стирке играют очень большое значение. При стирке нужно учитывать состав тканей и подбирать соответствующее средство.

Глава 4. Влияние средств для стирки на живые организмы

Промышленность выбрасывает в окружающую среду огромное количество соединений, чуждых природе. Эта перестройка химического окружения произошла в эволюционных масштабах практически мгновенно [30]! В настоящее время люди стирают очень много, и, кроме промышленных стоков, остается большое количество бытовых стоков, содержащих компоненты СС, которые попадают в природу и воздействуют на живые организмы [31]. Мы решили выяснить, влияют ли растворы СС на активность живых организмов. Для этого мы взяли СС с разной кислотностью (согласно разд.3.2): растворы соды, универсального ЖС "CleanOK" (рН~8), порошка "Миф" (рН~10).

4.1 Влияние средств для стирки на активность дрожжей

Мы изучили влияние СС на активность дрожжей. Питательную среду готовили с растворами СС. Оказалось, что дрожжи были наиболее активны в питательной среде на основе чистой воды, менее активны в растворах соды и ЖС, и практически не жизнеспособны в растворе порошка (рис.4.1.1).

4.2 Влияние средств для стирки на развитие плесневых грибов

В другом эксперименте мы исследовали рост микроскопических грибков (плесени), споры которых всегда есть в жилых помещениях (таб.4.2.1). На хлебе, смоченном водой, выросли типичные плесневые грибки, а на хлебе, пропитанном растворами ЖС и порошка, грибки не развивались.

Таблица.4.2.1.

Влияние растворов СС на развитие плесневых грибов

Жидкость, раствор

Наблюдение через 7 дней

Вода

Плесневые грибы в большом количестве покрывают всю поверхность хлеба

Сода

Плесневые грибы очагами

ЖС "CleanOK"

Плесневых грибов очень мало

Порошок "Миф"

Хлеб без изменений, плесневых грибов нет.

4.3 Влияние СС на прорастание семян гороха полевого Pisum Sativum L.

Заключительным экспериментом с живыми организмами был опыт по проращиванию семян гороха полевого Pisum sativum L. Семена, смоченные растворами СС и соды, практически не прорастали (рис. 4.3.1).

На диаграмме данные 3 дня эксперимента. Мы учитывали "проклюнувшиеся" семена. На 10 день эксперимента количество проросших в воде семян увеличилось, проростки крупные, зеленого цвета. Ростки "проклюнувшихся" в растворах соды и ЖС семян желтого цвета, мелкие. В растворе порошка результаты не изменились.

Все полученные результаты свидетельствуют о том, что несомненно СС влияют на жизнедеятельность живых организмов.

Вероятно, благодаря сильно-щелочной среде СМС с одежды не только смываются загрязнения, но и убиваются различные микроорганизмы, в том числе, переносящие и вызывающие болезни. С точки зрения гигиены, это несомненно огромный плюс. Но, с точки зрения экологии, СМС - опасность для природы. Ведь стоки воды после стирки поступают в природные водоемы.

4.4. Анализ сорбционных свойств почвы относительно растворов СС

Почвы - главный аккумулятор химии, которую человек выбрасывает в окружающую среду. Дальнейший путь химических загрязнений - в воду, растения и другие объекты ландшафтов [32]. Если бытовые стоки не сбрасываются непосредственно в водоемы, а сначала попадают в почву, то, возможно, они частично очищаются?

Растворами СС (соды, ЖС и порошка) мы залили образцы почвы (1 часть глины : 1 часть песка : 8 частей почвы) так, чтобы раствор был чуть выше уровня почвы, и оставили на 3 дня. Через 3 дня отделили жидкую фазу и измерили рН. Затем фильтратом залили семена гороха полевого на 3 дня. Результаты эксперимента сведены в таблице 4.4.1

Таблица 4.4.1.

Почва - естественный фильтр стоков бытовой химии

Жидкость, раствор

До обработки почвой

После обработки почвой

рН раствора

Количество проросших семян через 3 дня,

шт. из 100

рН раствора

Количество проросших семян через 3 дня,

шт. из 100

Вода

7

72

-

-

Сода

8

4

8

71

ЖС CleanOK"

8

6

6

68

Порошок "Миф"

10

0

7-8

74

рН полученных по прошествии этого времени фильтратов, содержащих СС, был ниже, чем рН исходного раствора. Это доказывает, что стоки, содержащие СС, частично очищаются, проходя через естественный фильтр - почву. Семена гороха в этих фильтратах прорастали довольно хорошо и сопоставимо с прорастанием в чистой воде.

Однако в водоемы попадают многие составляющие СС, где изменяют равновесие и вызывают процесс эвтрофикации (заболачивания). Особенно опасны стиральные порошки, содержащие фосфаты и ионогенные ПАВ [33-34].

По данным "Росконтроля" ("КП", 1-8 июля 2015 года) детские и взрослые порошки довольно токсичны (Таблицы 5 и 6 Приложения). Зачастую состав детских и универсальных порошков практически одинаков и индексы токсичности - на одном уровне. Причем нельзя сказать, что качество отстирывания пятен напрямую связано с количеством действующих веществ. Но, в целом, у детских порошков показатели вымываемости из ткани лучше. Меньше всего ПАВ остается после использования средств "Ушастый нянь" и "Аистенок".

Выводы

По результатам исследования можно сделать следующие выводы:

гипотеза полностью подтвердилась;

компоненты СС изменяют свойства воды, влияют на капиллярные свойства и смачиваемость тканей;

среда растворов СС - щелочная, растворы порошков - более агрессивные, растворы ЖС - более мягкие;

СС влияют на ткани, для каждого вида тканей нужно специальное средство, особенно, это касается деликатных тканей;

растворы СС губительны для живых организмов, это "плюс", с точки зрения гигиены, т.к. кроме загрязнений, при стирке убиваются споры грибов, микроскопические паразиты и иные источники заболеваний и аллергии;

почва частично очищает бытовые стоки;

с точки зрения экологии, стоки бытовой химии губительны для природы, нарушают равновесие, способствуют процессу эвтрофикации водоемов;

ЖС менее агрессивны и более безопасны, чем порошки, поэтому для ежедневной стирки лучше использовать их.

Рекомендации

Токсичность СС обусловлена наличием отбеливателей, ферментов и ПАВ. Они даже после нескольких полосканий остаются на одежде и могут проникать в организм человека через кожу, вызывая аллергические реакции и нарушения иммунитета. Чтобы снизить риск влияния вредных компонентов на организм, необходимо соблюдать меры безопасности:

Упаковки с порошком нужно хранить в местах, недоступных для детей, а вскрытые упаковки после каждого использования плотно закрывать;

Соблюдать дозировку: если использовать слишком мало средства, стирка будет неэффективной, а если слишком много, то излишки останутся на ткани.

Не трогать порошок руками и не вдыхать его при засыпании;

Использовать дополнительные полоскания - чем больше, тем лучше;

По возможности заменять СМС альтернативными (мылом, содой).

Покупать отдельное средство для каждого типа ткани и обращать внимание на то, для какой стирки предназначено средство.

Альтернатива порошку - жидкие гели. Они более экономичные, реже вызывают аллергию, не остаются на одежде, но они не могут заменить порошок, так как больше подходят для ежедневной стирки без сильных загрязнений.

Заключение

Очевидно, что отказаться от современных СМС не представляется возможным. Однако все экспертизы, анализы и наблюдения свидетельствуют о том, что СМС при всей пользе обязательно несут и вред - для здоровья человека и окружающей среды. Это обстоятельство выявляет противоречие между безусловным промышленным прогрессом и угрозой для природы и человека.

Как сказал известный английский писатель Томас Фуллер еще в 17 веке, противоречие должно пробуждать внимание, а не чувства. Нужно не отказываться от благ цивилизации, а пользоваться с умом. Разумный баланс между ожидаемым эффектом от достижений прогресса и заботой о здоровье человека и природы поможет уберечь мир от экологической катастрофы.

Список литературы

Россияне потребляют 4 кг стирального порошка в год, ИА "Альянс Медиа // http://www.giac.ru/w-News.asp?ID=328252

Кто и как делит российский рынок стирального порошка // http://www.ruhim.ru/article/rinok_stiralnogo_poroshka.htm

Рынок синтетических моющих средств стремительно развивается // http://www.rcc.ru/Rus/Conferences/?ID=466627

Рынок моющих средств захватил Procter&Gamble // http://www.omar.ru/cgi-bin/baza/news/newsprint.cgi?id=6371&main

http://news-fort.com/30063-kak-stirali-bele-v-drevnosti-full.html

http://ozmablog.ru/kak-stirali-bele-v-drevnosti

Ленн А.С. Колдовство стирки // Химия и жизнь. - 1980. - №11. - с.62.

http://istoriz.ru/stiralnyj-poroshok-istoriya-izobreteniya.html

http://www.hintfox.com/article/sravnitelnaja-harakteristika-stiralnih-poroshkov.html

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

Юдин А.М., Сучков В.Н. Химия в быту. - М.: "Химия", 1981. - с.11.

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

https://ru.wikipedia.org

https://abdrahmanov.org/archives/29861

http://mirznanii.com/a/325669/osnovnye-metody-umyagcheniya-vody

https://narmed.ru/articles/zdorove/pifpav_ojojoj_izuchaem_stiralnyj_poroshok_s_lupoj

Ермолаева В.А. Химическая структура основных компонентов синтетических моющих средств // Современные наукоемкое технологии. - 2007. - №10. - С.34-38.

https://ecotechnica.com.ua/stati/681-gryaznoe-bele-i-chistaya-okruzhayushchaya-sreda-kakie-sredstva-dlya-stirki-naibolee-ekologichny.html

https://svitmam.ua/user/alina81/posts/43164

http://zdravotvet.ru/kak-vliyaet-bytovaya-ximiya-na-zdorove-kak-vybrat-bezopasnye-sredstva-ili-sdelat-samim/

http:/h2o.105mb.ru/opredelenie_obshei_zhestkosti_.html

Ольгин О.М. Чудеса на выбор, или химические опыты для новичков: научно-популярная лит-ра. - М.: "Детская литература". - 1986. - с.11.

http://wassergroup.ru/index.php?route=record/record&record_id=22

http://fzprofil.ru/load/dz/10a_f/16_02_2017/7-1-0-258

Лыгин С.А., Плотникова А.А. Влияние химического состава воды на прорастание семян огурца // Инновации в науке: научный журнал. – № 4(65). – Новосибирск., Изд. АНС «СибАК», 2017. – С. 5-7.

https://interneturok.ru/okruj-mir/3-klass/vzaimosvyaz-nezhivoy-i-zhivoy-prirody/pochva-i-eyo-sostav

Ола Ф., Дюпре Ж.-П. и др. Занимательные эксперименты и опыты / Пер. с фр. Д. А. Овчинниковой. - М.: Айрис-пресс. - 2013. -с.17.

Верзилин Н. Растения в жизни человека. -М.: Гос.Изд-во Дет Лит-ры Мин-ва Просвещения РСФСР. - 1952.- с.53.

http://www.poshivchik.ru/naturalnye-volokna-zhivotnogo-proisxozhdeniya.html

Ротенберг Ю.С. Принцип Митридата, или как приспособиться к загрязнению окружающей среды // Химия и жизнь. - 1980. - №12. - с.40.

Ризничук Н. Исследование синтетических моющих средств и влияние их на биологические объекты // http://livescience.ru Статьи:Исследование-синтетических-моющих-средств

Сизов А.П., Лунев М.И. Почвы станут чище? // Химия и жизнь. - 1991. - №6. - с.46.

https://roscontrol.com/journal/tests/6-iz-6-detskih-stiralnih-poroshkov-toksichni-rezultati-ekspertizii/#

Грачева Ю.А., Гусева Ю.В. Сертификация экобезопасности боваров бытовой химии // Контроль качества продукции. -2016. - №10. - с.24-27.

Приложение. Таблица 1. Содержание компонентов сырья в стиральном порошке в зависимости от типа ткани Приложение. Таблица 2. Типы ПАВ, используемые в производстве СС.

Тип ПАВ

Характеристика

Влияние на природу и человека

Ионогенные анионные (сульфаты)-А-ПАВ

Они стоят недорого, но прекрасно пенятся — поэтому чаще всех встречаются в составе стиральных порошков (около 70%). Допустимая норма анионных ПАВ - от 2-5%, еще лучше, если их совсем не будет в составе порошка.

Самый страшный враг нашему организму: поражают органы, провоцируют аллергию и раздражение на коже.

Ионогенные катионные ПАВ (амины и их соли) К-ПАВ

Плохо пенятся, моющие свойства слабые, применяются как сильные обеззараживающие добавки в композиции с А-ПАВ или неиногенными ПАВ.

Для организма особого вреда не представляют.

Ионогенные амфотерные ПАВ

Вместе с А-ПАВ увеличивают способность порошка пениться, делают его состав менее вредным; стоят дорого, применяются реже.

Эти вещества добывают из природного сырья, они более экологичны.

Неионогенные ПАВ

(глицерил лаурат, оксиэтилированные спирты)

Отличные моющие свойства, не оказывают негативного воздействия на кожу и внутренние органы; хорошая совместимость со вспомогательными компонентами; недостаток - слабое пенообразование в воде, поэтому производители добавляют вместе с неионогенными А- ПАВ.

Самые нетоксичные и менее вредные ПАВ, биоразлагаемы - быстро разлагаются на безвредные компоненты в сточных водах

Приложение. Таблица 3. Карбонатная проба средств для стирки (2015 г.)

Название средства

Производитель

Средняя цена за кг, руб.

Указана ли сода в составе на упаковке

Есть ли реакция на CO­32- -ион

Интенсивность "вскипания"

Сода кальцинированная

ОАО «Сода»

~50

Да

Да

+++

Пемос Автомат

Henkel

70-90

нет

Да

++

Миф Автомат

Procter&Gamble

80-100

нет

Да

++

Losk Автомат

Henkel

80-90

нет

Да

+++

Dosia Автомат

Reckitt Benckiser

80-90

нет

Да

+++

Ariel Автомат

Procter&Gamble

80-100

нет

Да

+

Persil

Henkel

150-170

нет

Да

++

Ушастый нянь

Невская косметика

120

да

Да

+

Tide Автомат

Procter&Gamble

120

нет

Да

+

Deni 3D-актив

Henkel

90-100

нет

Да

++

Эколь

ООО "Эколь"

70-80

Да

Да

+++

Каждый день

ООО "Бионикс"

80-90

Да

Да

+++

BiMax

Нефис Косметикс

70-80

нет

Да

+

Средство отбеливающее «Бос»

ЗАО "Аист"

120

нет

Да

+

Жидкое средство "Ласка Бальзам" для деликатных тканей

Henkel

-

нет

нет

-

Жидкое средство "CleanOK" для деликатных тканей

OOO ПХК "Алабино"

-

нет

нет

-

Средство в виде раствора в воде

рН по индикаторной бумаге

Реакция с фенолфталеином

Вывод

Сода

8

 

Среда слабо-щелочная

Универсальные стиральные порошки

"Каждый день" - Автомат, "Миф", "Биолан", "Персил", "Бимакс", "Losk" Автомат, "Dosia" Автомат, "Ariel" Автомат, "Эколь", "Tide" Автомат

9-10

 

Среда щелочная

Стиральные порошки для детского белья (0+)

"Ушастый нянь", "Аистенок", "Tide" Детский, "Детский" Time-free

9-10

 

Среда щелочная

Жидкие средства

Универсальное "CleanOK"

8

 

Среда слабо-щелочная

Для стирки деликатных тканей "CleanOK"

6-7

 

Среда нейтральная

Для стирки деликатных тканей "Ласка"

6-7

 

Среда нейтральная

Приложение. Таблица 4. Исследование среды растворов СС Приложение. Таблица 5. Данные "Росконтроля" по экспертизе универсальных стиральных порошков

Порошок

Persil Expert

Dosia

Tide

Миф 3 в 1

Пемос

Ariel

Индекс токсичности*, %

48

51

52

49

29

33

Остаток вредных веществ после полоскания**

164±26

126±20

200±32

284±45

224±36

568±91

Качество стирки***

86

78

75

53

66

52

*- чем меньше индекс, тем токсичнее образец, норма 70-120 %.

**-норма 75 и ниже.

***-норма выше 70.

Показатели в пределах нормы

Показатели выходят за норму

Показатели значительно превышают норму

Приложение. Таблица 6. Данные "Росконтроля" по экспертизе стиральных порошков для детского белья

Порошок

Аистенок

Ушастый нянь

Досенька

Пемос Детский

Tide Детский

Persil Expert Sensitive

Индекс токсичности*, %

39

40

41

31

47

42

Остаток вредных веществ после полоскания**

55±8,8

74,1±11,9

119±19

137±22

146±23

238±38

Качество стирки***

80

77

65

82

84

84

*- чем меньше индекс, тем токсичнее образец, норма 70-120 %.

**-норма 75 и ниже.

***-норма выше 70.

Показатели в пределах нормы

Показатели выходят за норму

Показатели значительно превышают норму

Просмотров работы: 794