Исследование влияния компонентов стиральных порошков на рост редиса вида Raphanus sativus

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

Исследование влияния компонентов стиральных порошков на рост редиса вида Raphanus sativus

Степанова А.В. 1
1МБОУ ДО "Центр естественных наук" г. Тарко-Сале Пуровского района
Карамова Л.Ф. 1
1МБОУ ДО "Центр естественных наук" г. Тарко-Сале Пуровского района

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

 

В последние годы охране окружающей среды во всех странах мира уделяется большое внимание. Большой процент всех загрязнений водоемов приходится на синтетические моющие средства (СМС), что связано с большими темпами развития производства моющих средств.

Бытовая химия окружает нас везде. Начиная с самого утра, заходя в ванную, мы чистим зубы пастой, моем руки, посуду, стираем, и так продолжается весь день. Включая телевизор, мы снова сталкиваемся с информацией о бытовой химии. Представители различных фирм рекламируют нам свою продукцию, убеждая в том, что именно она самая лучшая и самая надежная, гарантируя ее безопасность и качество. Люди приходят в магазины и, руководствуясь рекламой, покупают то или иное моющее средство.

Но так ли они безопасны? Влияют ли они отрицательно на развитие растений или животных и, в конечном итоге, на самого человека? Должны ли мы обращаться с этими веществами более аккуратно, и что происходит в окружающей среде, если они в нее попадают в качестве загрязнителя? Изучив влияние бытовых загрязняющих веществ на растения, мы можем предположить, что они оказывают влияние и на здоровье человека.

Цель исследования: выяснить, насколько такие бытовые вещества, как стиральный порошок, влияют на развитие растений, попадая в почву.

Исходя из этой цели были поставлены следующие задачи:

 изучить литературу по данной теме;

 изучить физико-химические свойства стиральных порошков;

 экспериментально исследовать влияние различных стиральных порошков на рост редиса.

Объектом исследования являются: стиральные порошки разных марок, а также растение из рода Редька семейства Капустные – редис вида Raphanus sativus.

Предмет исследования: влияние компонентов стиральных порошков на рост редиса вида Raphanus sativus.

Гипотеза состояла в том, что попадание в почву бытовых загрязнителей таких как: шампунь, стиральный порошок, задерживают развитие, рост растений и изменяют их морфологические свойства.

Основные этапы исследования:

анализ научно-популярной литературы по выбранной теме;

изучение и анализ состава и свойств СМС наиболее популярных торговых марок;

проведение эксперимента, демонстрирующего влияние компонентов стиральных порошков на рост растения;

апробация полученных результатов исследования;

оформление результатов исследования.

Глава 1. Литературный обзор

1.1 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.

Основные ингредиенты синтетических моющих средств и их назначение, приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Основные ингредиенты синтетических моющих средств и их назначение

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

Химические отбеливатели (перекись водорода)

Для отбеливания шерстяных и шелковых тканей

Физические (оптические) отбеливатели - флуоресцирующие соединения

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

Отдушки

Для ароматизации белья

Антистатики

Для снятия статического электричества

1.2 Классификация синтетических моющих средств

По агрегатному состоянию (консистенции) мы имеем твердые, порошковые (гранулированные), жидкие и пастообразные CMC. Объем производства порошкообразных средств составляет более 80 % общего объема производства CMC.

По назначению можно говорить о трех 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 различают CMC с высоким пенообразованием (для стирки вручную) и с пониженным пенообразованием (для стирки в автоматических и полуавтоматических стиральных машинах).

По составу синтетические моющие средства бывают:

- без перекисных соединений и биодобавок и с биодобавками;

- с перекисными соединениями и биодобавками.

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.

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1 Объекты исследования

Образцы стиральных порошков:

образец №1;

образец №2;

образец №3;

образец №4.

2.2 Определение органолептических показателей (внешний вид, запах)

Органолептические методы - методы определения значений показателей качества с помощью органов чувств. Оценивают внешний вид, цвет и запах СМС. По внешнему виду они должны быть однородными порошками или гранулами белого, или светло-желтого цвета. К достоинствам данного метода относятся доступность и быстрота определения значений показателей качества, а также отсутствие дорогостоящего оборудования при измерениях.

Таблица 2.1

Органолептическая характеристика синтетических моющих средств

п/п

Образцы стиральных порошков

Внешний вид

Запах

1

Образец №1

Гранулированный порошок белого цвета

Присутствует приятный запах отдушек

2

Образец №2

Гранулированный порошок белого цвета с включениями зеленого цвета

Присутствует приятный запах отдушек

3

Образец №3

Гель зеленого цвета

Присутствует приятный запах отдушек

4

Образец №4

Бесцветный гель

Присутствует приятный запах отдушек

2.3 Определение визуальной растворимости стиральных порошков в воде

Для проведения эксперимента была использована водопроводная вода, образцы порошков растворили в 100 мл воды количестве 5 г [Приложение 1, рис.1.1]. Результаты представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Растворимость стиральных порошков в воде

п/п

Образцы стиральных порошков

Растворимость в воде

1

Образец №1

неполная

2

Образец №2

неполная

3

Образец №3

полная

4

Образец №4

полная

2.4 Определение среды раствора рH датчиком и индикаторной бумагой

Ход работы на рН датчике:

1. Нажимаем кнопку, проверяем настройку и калибровку растворов рН – метра.

2. После калибровки прибора электроды промываем дистиллированной водой.

3. В растворы опускаем электрод, предварительно промытый дистиллированной водой.

4. После того, как показания рН датчика были стабилизированы в течение 1 минуты, сняли показания.

5. За результат исследования приняли среднеарифметическое двух параллельных определений на одном и том же приборе. Фотографии выполненного исследования представлено в приложении 1 рисунок 1.2.

Для определения водородного показателя стиральных порошков использовалась универсальная индикаторная бумага.

Бумага опускалась в раствор стирального порошка, а затем сравнивалась со шкалой уровня pH. Высокий уровень рН говорит о том, что среда является щелочной. Результаты представлены в таблице 2.3

Таблица 2.3

Результаты кислотности среды исследуемых растворов

п/п

Образцы стиральных порошков

Значения pH датчика

Индикаторная бумага

По ГОСТ 22567.5-93

1

Образец №1

10.69

щелочная среда

7,5—11,5.

2

Образец №2

10.10

щелочная среда

3

Образец №3

9.00

щелочная среда

4

Образец №4

8.58

щелочная среда

Вывод:в соответствии со стандартом кислотность среды нормируется в пределах 7,5 - 11,5. Следовательно, все образцы соответствуют нормам ГОСТ [4].

2.5 Определение наличия фосфатов в исследуемых образцах стиральных порошков нитратом серебра (Метод 1)

Для определения наличия фосфатов в образцах стиральных порошков, мы воспользовались качественной реакцией на фосфат-ион.

Растворы исследуемых образцов отфильтровали. Далее для экспериментов использовали фильтраты растворов [Приложение 1, рис. 1.3].

В стиральные порошки добавляют фосфат натрия Na3PO4 в виде триполифосфата натрия (ТПФ),который содержит фосфат-ион. Его содержание в порошке колеблется от 15 до 40 %. При стирке ТПФ уменьшает жесткость воды и улучшает моющее действие порошка.

Одной из качественных реакций на фосфат-ион является взаимодействие с нитратом серебра в растворе воды.

Na3PO4 + 3AgNO3= Ag3PO4 ↓ +3 NaNO3

Ион серебра и фосфат-ион образуют нерастворимое вещество желтого цвета - выпадающего в осадок [Приложение 1, рис. 1.4].

Таблица 2.4

Результаты наличия или отсутствия фосфатов методом 1

п/п

Образцы стиральных порошков

Наличие фосфатов

1

Образец №1

присутствие неоднозначно

2

Образец №2

присутствуют

3

Образец №3

присутствуют

4

Образец №4

присутствие неоднозначно

Вывод: в ходе эксперимента мы наблюдали выпадение осадка желтого цвета во всех образцах, кроме №1 и №4, что свидетельствует о наличии фосфат-ионов.

В образце №1образовался черный осадок (возможно наличие в порошках соединений, содержащих карбонат-ионы; образующиеся карбонаты серебра разлагаются на оксиды серебра темно-коричневого цвета и воду). Возможно параллельно протекающая реакция помешала выявить фосфаты в полной мере в образце №1.

2.5.1 Определение наличия фосфатов в исследуемых образцах стиральных порошков хлоридом железа (III) (Метод 2)

Так же характерной качественной реакцией на присутствие фосфатов является реакция с солями железа (III). Растворы солей железа (III) образуют с фосфат-ионами нерастворимый в уксусной кислоте желтовато-белый осадок фосфата железа [Приложение 1, рис. 1.5].

Таблица 2.4

Результаты наличия или отсутствия фосфатов методом 2

п/п

Образцы стиральных порошков

Наличие фосфатов

1

Образец №1

присутствие неоднозначно, образовавшийся осадок растворился в уксусной кислоте

2

Образец №2

образовавшийся осадок растворился в уксусной кислоте

3

Образец №3

образовавшийся осадок растворился в уксусной кислоте

4

Образец №4

присутствие неоднозначно, образовавшийся осадок растворился в уксусной кислоте

Вывод: мы наблюдали осадки оранжевых оттенков во всех образцах, которые растворялись в 10% уксусной кислоте. В данной реакции обнаружению фосфатов нам вероятно помешало образование осадка гидроксида железа характерного оранжево-коричневого цвета, что говорит нам о том, что возможно наличие щелочных соединений в составе стиральных порошков.

2.6 Воздействие компонентов стиральных порошков на рост редиса

Различные растения могут служить индикаторами (биоиндикаторами) состояния окружающей среды (почвы, воды, воздуха). Засыхание концов листьев, изменение их формы или окраски, появление пятен на листьях, замедление роста растений указывают на присутствие в окружающей среде загрязнителей.

Биоиндикатором называют организм, вид или сообщество, по наличию, состоянию и поведению которых можно с большой достоверностью судить о свойствах среды, в том числе о присутствии и концентрации загрязнений.

В качестве биоиндикатора, редис является одним из наиболее удобных для проведения исследований растений. Это однолетнее растение из рода Редька семейства Капустные, обладающее повышенной чувствительностью к загрязнению почвы. Отличается быстрым прорастанием семян и высокой всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей.

Влияние стиральных порошков на рост редиса проверяли в течении двух недель. Для этого саженцы поливали 1%-ым раствором исследуемых образцов стиральных порошков. В течении двух недель были получены следующие результаты: саженцы редиса, которые находились в растворе стирального порошка образца №2 погибли. А в растворе образца №1, №3 и №4 ослабли и начали высыхать. Фотоотчет представлен в приложении 2 рисунок 2.3.

Выводы:

Изучение литературы по теме исследования позволило сделать следующие выводы:

попадание в почву бытовых загрязнителей, даже в самых низких концентрациях, оказывает негативное влияние на растения, затрудняет их рост, изменяет форму, размер и цвет;

во всех образцах стиральных порошков мы обнаружили присутствие фосфат-ионов, вне зависимости от информации, указанной на этикетке.

Список литературы

1. Ашихмина, экологический мониторинг –М.: АО МДС, 2000. – 380 с.

2. Пастушенко Анна, Использование метода биоиндикации для оценки загрязнения почвы на территории: работа на муниципальную учебно-практическую конференцию школьников «Первые шаги в науку» – г. Топки Кемеровской области, МБОУ «ООШ № 6», 2012[Текст].

3. Рогожина Екатерина, Исследовательская работа: «Кресс-салат как тест-объект для оценки загрязнения почвы» - г. Саранск, МОУ «Гимназия 20», 2008[Текст].

4. ГОСТ 25644-96 Средства моющие синтетические порошкообразные.- ИПК. Издательство стандартов 2003

.5. ГОСТ 25644-88 Средства моющие синтетические порошкообразные. Общие технические требования.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рисунок 1.1 Определение визуальной растворимости стиральных порошков в воде.

Рисунок 1.2 Определение среды раствора рH датчиком и лакмусовой бумагой.

Рисунок 1.3 Фильтрование исследуемых образцов стиральных порошков.

Рисунок 1.4 Определение наличия фосфат ионов (Метод 1).

Рисунок 1.5 Определение наличия фосфат ионов (Метод 2).

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рисунок 2.1 Посадка рассады.

Рисунок 2.2 Первый полив 1%-ыми растворами стиральных порошков.

Рисунок 2.3 Объекты исследования через 12 дней полива.

Просмотров работы: 37