Исследовательская работа по химии "Влияние моющих средств на окружающую среду и организм человека"

Введение

С древнейших времён для поддержания чистоты человек использует моющие средства. Все они имели природную основу: употреблялись щелочные соли (поташ из растительной золы, природная сода), гидрофильные глины (например, бентонитовые), сок или водная вытяжка из некоторых растений. Но, с возникновением в 19 в. мыловаренной промышленности, природные моющие средства быстро утратили своё хозяйственное значение.

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. Часто бывает так, что покупатели обращают внимание только на ярку красивую упаковку, и даже не интересуются составом продукта. На красивой упаковке написано многое, но правда ли это? Неужели производитель станет писать о вреде своего товара? Приведем, к примеру, стиральный порошок. Подумайте о том, что Вы делаете, когда вы стираете свое белье токсичными химикатами. Конечно, не все эти химикаты смываются, поэтому, поскольку вы носите одежду целый день, вы впитываете их в себя понемногу через кожу. Потом вы спите на простынях и подушках всю ночь и впитываете еще больше химикатов, кроме того, вы еще и вдыхаете их испарения. В условиях постоянного увеличения количества новых химических веществ, поступающих в обращение, актуальной проблемой является их изучение в целях получения информации о потенциальной опасности веществ и разработки профилактических мероприятий, предусматривающих предотвращение неблагоприятного воздействия на организм человека и окружающую среду. Среди комплекса факторов окружающей среды, подлежащих гигиеническому контролю, большого внимания заслуживают товары бытовой химии(ТБХ) в связи с их массовым производством и использованием, разнообразием компонентов, входящих в состав рецептур, а также с возможным прямым воздействием на организм человека. Как известно, после использования все химикаты попадают в окружающую среду и пагубно на нее влияют, но мы об этом не задумываемся. Поэтому мы решили посвятить нашу работу именно бытовой химии и, изучив состав некоторых из них, определить, насколько безопасно их использование.

Любое моющее средство представляет собой химический раствор сложного состава, следовательно, является химическим загрязнителем, способным вызывать острые отравления, хронические болезни, а также оказывать канцерогенное и мутагенное действие. Основу синтетического моющего средства составляют поверхностно - активные вещества – различные соли сульфокислот или эфиры полиэтиленгликолей, также различные вспомогательные вещества, улучшающие моющую способность, ферменты для удаления пятен и ароматизаторы. Они являются одним из главных факторов, оказывающих негативное воздействие на природную среду.

Для того чтобы проверить высказанные предположения мы в период 2013 – 2014учебного года провели исследование.

Цель работы: экспериментально доказать возрастание отрицательного воздействия СМС на окружающую среду, выявить каким образом СМС оказывают влияние на экологическое состояние села Озёрное.

В ходе работы были выделены следующие задачи:

Изучить теоретический материал по данной теме.

Экспериментально исследовать влияние синтетически моющих средств на окружающую среду и живые организмы.

Определить влияние бытовых стоков на состояние водоемов.

Сделать вывод.

Объектом исследования является изучение свойств моющих средств и влияние их на организм человека.

Предмет исследования – определение качества моющих средств.

Наше село не имеет крупных промышленных предприятий, способных существенным образом влиять на экологическое состояние природных объектов, но наблюдается увеличение доли частного сектора, что способствует увеличению сброса бытовых стоков в окружающую нас среду. Кроме этого развивающаяся быстрыми темпами химическая промышленность и индустрия синтетических моющих средств обеспечили широкий выбор данной продукции. По нашему мнению, это неизбежно должно было отразиться на экологическом состоянии населенного пункта.

Глава 1

Теоретическое обоснование проблемы

1. 1 История возникновения моющих средств.

Самое простое моющее средство, было получено на Ближнем Востоке более 5 000 лет назад. Скорее всего, оно было открыто по чистой случайности, когда над костром жарили мясо, и жир стек на золу, обладающую щелочными свойствами. Взяв в руки горсть этого простейшего мыла, древний человек обнаружил, что оно легко растворяется в воде и смывается вместе с грязью. Поначалу оно использовалось главным образом для стирки и обработки язв и ран. И только с I века н. э. человек стал мыться с мылом. Несмотря на то, что наступила эпоха СМС, мыло еще полностью не сдало свои позиции: его рекомендуется использовать для ручной стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей.

Производство мыла имеет давнюю историю, а вот первое синтетическое моющее средство появилось только в 1916 году. Изобретение немецкого химика Фрица Понтера предназначалось для промышленного использования, бытовые синтетические моющие средства, более менее безвредные для рук, стали выпускать в 1935 году. С тех пор был разработан целый ряд синтетических моющих средств (CMC) узкого назначения, а их производство стало важной отраслью химической промышленности.

1. 2 Понятие синтетически моющих средств и классификация.

Синтетически моющие средства (CMC, детерг енты), многокомпонентные композиции, применяемые в водных растворах для интенсификации удаления загрязнений с различных твердых поверхностей - тканей, волокон, мет аллов, стекла, кер амики. В более узком смысле под синтетическими моющ ими средствами обычно понимают бытовые средства для стирки белья и одежды.

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

При составлении рецептур синтетических моющи х средств часто используют сочетания 2 - 3 ПАВ синергетиков, различающихся растворимостью, устойчивостью к со лям жесткости и мо ющей эффективностью в отношении твердых, жировых и белковых загрязнений. Кол - во ПАВ различных типов в синтетических моющих ср едствах достигает 35% по массе.

Хорошее моющ ее действие анионных и неионогенных ПАВ обычно достигается в щелочной области рН и в присутствии различных элек тролитов. Практически все порошкообразные синтетические моющие  средства содержат минеральные соли, из которых наиболее применяемы фосфат ы: триполисфосфатNa, тринатрийфосфат, и др. , способные образовывать комплексы с поливалентными кати онами. В жидких рецептурах преим. используют тринатрийфосфат, триполисфосфат Калия и хлорированный тринатрийфосфат (в дезинфицирующих моющих средствах для посуды), в ферментсодержащих - небольшое кол - во с олей Са или Mg. Полностью или частично функцию фо сфатов в синтетических моющих ср едствах могут выполнять компле ксоны - Na - соли нитрилотриуксусной кислоты (трилон А) и этилендиаминтетрауксусной кислоты (трило н Б), сол и этилидендифосфоновой и лимонной кислот (см. Компл ексоны), а также цео литы. Использование эффективных заменителей фо сфатов в синтетических моющих ср едствах весьма актуально в связи с загрязнением водоемов биогенными элементами. Кол - во комплексообразователей в синтетических мою щих средствах составляет до 40% по массе.

1. Классификация СМС

Синтетические моющие средства представляют собой составы на основе синтетических моющих веществ. Обычно они содержат 10—40% синтетических моющих веществ и добавки, повышающие моющую способность средства, обеспечивающие их выпуск с учетом свойств отстирываемых материалов. Анализ изученной литературы позволил разделить моющие средства:

по назначению, консистенции;

по видам моющего вещества;

по содержанию моющего вещества.

По консистенции различают моющие средства твердые (кусковые, гранулированные, порошковые), мазеобразные (пасты) и жидкие. Наиболее широкое применение нашли порошковые средства. Удобны моющие средства в виде гранул и паст. Жидкие средства легко растворяются, хорошо дозируются. Они эффективны для стирки текстильных изделий и мытья посуды, автомашин, стекла и т. д. Выпуск жидких средств будет увеличиваться. Их изготовление проще и дешевле (отпадает процесс сушки), они не пылят, подобно порошкам, легче дозируются.

В зависимости от вида моющего вещества моющие средства разделяют на мыла и синтетические моющие средства. Содержание моющего вещества в средстве колеблется от 5 до 85%. Большинство моющих средств хозяйственного назначения содержат 10—75% моющего вещества.

В производстве мыл используют твердые жиры животные (говяжий, бараний, свиной и др. ), жидкие растительные жиры (масло подсолнечное, хлопковое и др. ), саломас (сало из масла) — твердый жир, полученный гидрогенизацией (насыщением водородом по месту двойных связей) растительных жидких масел, соапсток (побочный продукт очистки растительных масел).

Весь материал - смотрите документ.

Министерство образования и науки Республики Казахстан

НАУЧНЫЙ ПРОЕКТ

Влияние моющих средств на организм человека и окружающую среду

Выполнили ученицы 8 класса

КГУ «Средняя школа № 13 села Озёрное»

Осакаровского района

Карагандинской области

Пузикова Валентина и Свистун Марина

Руководитель – учитель химии

КГУ «Средняя школа № 13 села Озёрное»

Яркова Светлана Анатольевна

Озёрное - 2014

Содержание

Введение 3

Глава 1. Теоретическое обоснование проблемы 6

1.  История возникновения моющих средств 6

1.2 Понятие синтетически моющих средств и классификация 6

1. Классификация СМС 7

2. Химический состав синтетических моющих средств и их

влияние на окружающую среду 9

1.5 Загрязнение окружающей среды 10

Глава 2. Методики исследования 12

2.1 Приготовление растворов СМС 12

2.2 Определение рН 12

2.3 Определение фосфатов 12

2.4 Определение сульфатов 12

2.5 Определение гидрокарбонатов 13

2.6 Определение физико-химических характеристик стиральных

порошков 13

Глава 3. Результаты исследования 14

3.1 Социологический опрос 14

3.2 Физико-химические исследования растворов моющих средств 14

Заключение 15

Литература 16

Приложения 17

Введение

С древнейших времён для поддержания чистоты человек использует моющие средства. Все они имели природную основу: употреблялись щелочные соли (поташ из растительной золы, природная сода), гидрофильные глины (например, бентонитовые), сок или водная вытяжка из некоторых растений. Но, с возникновением в 19 в. мыловаренной промышленности, природные моющие средства быстро утратили своё хозяйственное значение. 
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. Часто бывает так, что покупатели обращают внимание только на ярку красивую упаковку, и даже не интересуются составом продукта. На красивой упаковке написано многое, но правда ли это? Неужели производитель станет писать о вреде своего товара? Приведем, к примеру, стиральный порошок. Подумайте о том, что Вы делаете, когда вы стираете свое белье токсичными химикатами. Конечно, не все эти химикаты смываются, поэтому, поскольку вы носите одежду целый день, вы впитываете их в себя понемногу через кожу. Потом вы спите на простынях и подушках всю ночь и впитываете еще больше химикатов, кроме того, вы еще и вдыхаете их испарения. В условиях постоянного увеличения количества новых химических веществ, поступающих в обращение, актуальной проблемой является их изучение в целях получения информации о потенциальной опасности веществ и разработки профилактических мероприятий, предусматривающих предотвращение неблагоприятного воздействия на организм человека и окружающую среду. Среди комплекса факторов окружающей среды, подлежащих гигиеническому контролю, большого внимания заслуживают товары бытовой химии(ТБХ) в связи с их массовым производством и использованием, разнообразием компонентов, входящих в состав рецептур, а также с возможным прямым воздействием на организм человека. Как известно, после использования все химикаты попадают в окружающую среду и пагубно на нее влияют, но мы об этом не задумываемся. Поэтому мы решили посвятить нашу работу именно бытовой химии и, изучив состав некоторых из них, определить, насколько безопасно их использование.
Любое моющее средство представляет собой химический раствор сложного состава, следовательно, является химическим загрязнителем, способным вызывать острые отравления, хронические болезни, а также оказывать канцерогенное и мутагенное действие. Основу синтетического моющего средства составляют поверхностно-активные вещества – различные соли сульфокислот или эфиры полиэтиленгликолей, также различные вспомогательные вещества, улучшающие моющую способность, ферменты для удаления пятен и ароматизаторы. Они являются одним из главных факторов, оказывающих негативное воздействие на природную среду. 

Для того чтобы проверить высказанные предположения мы в период 2013 – 2014учебного года провели исследование.

Цель работы: экспериментально доказать возрастание отрицательного воздействия СМС на окружающую среду, выявить каким образом СМС оказывают влияние на экологическое состояние села Озёрное.

В ходе работы были выделены следующие задачи: 

1. Изучить теоретический материал по данной теме.

2. Экспериментально исследовать влияние синтетически моющих средств на окружающую среду и живые организмы.

3. Определить влияние бытовых стоков на состояние водоемов.

4. Сделать вывод.

Объектом исследования является изучение свойств моющих средств и влияние их на организм человека.

Предмет исследования – определение качества моющих средств.

Наше село не имеет крупных промышленных предприятий, способных существенным образом влиять на экологическое состояние природных объектов, но наблюдается увеличение доли частного сектора, что способствует увеличению сброса бытовых стоков в окружающую нас среду. Кроме этого развивающаяся быстрыми темпами химическая промышленность и индустрия синтетических моющих средств обеспечили широкий выбор данной продукции. По нашему мнению, это неизбежно должно было отразиться на экологическом состоянии населенного пункта. 

Методы исследования:

1. Методы сравнительного анализа литературы.

2. Экспериментальные методы исследования:

• Определение рН 

• Определение фосфатов 

• Определение сульфатов 

• Определение гидрокарбонатов 

План проектной работы

Для проведения исследования были взяты пробы моющих средств:

1. Порошок «Дени»

2. Порошок «Бимакс»

3. Порошок «Дося»

4. Порошок «Пемос-автомат»

5. Средство для мытья посуды «Сарма»

6. Средство для мытья посуды «Сорти»

7. Жидкое хозяйственное мыло

8. Средство для мытья посуды. Производство Китай

9. Хозяйственное мыло.

10. Мыло «Барф»

11. Туалетное мыло «Ви-кар»

12. Шампунь «Чистая линия»

13. Гель для душа «Фаберлик»

14. Жидкое детское мыло «Ушастый нянь»

15. Жидкое детское мыло «Мультяшка»

Глава 1

Теоретическое обоснование проблемы

1.1  История возникновения моющих средств.

Самое простое моющее средство, было получено на Ближнем Востоке более 5 000 лет назад. Скорее всего, оно было открыто по чистой случайности, когда над костром жарили мясо, и жир стек на золу, обладающую щелочными свойствами. Взяв в руки горсть этого простейшего мыла, древний человек обнаружил, что оно легко растворяется в воде и смывается вместе с грязью. Поначалу оно использовалось главным образом для стирки и обработки язв и ран. И только с I века н. э. человек стал мыться с мылом. Несмотря на то, что наступила эпоха СМС, мыло еще полностью не сдало свои позиции: его рекомендуется использовать для ручной стирки изделий из хлопчатобумажных и льняных тканей.
Производство мыла имеет давнюю историю, а вот первое синтетическое моющее средство появилось только в 1916 году. Изобретение немецкого химика Фрица Понтера предназначалось для промышленного использования, бытовые синтетические моющие средства, более менее безвредные для рук, стали выпускать в 1935 году. С тех пор был разработан целый ряд синтетических моющих средств (CMC) узкого назначения, а их производство стало важной отраслью химической промышленности. 

1.2 Понятие синтетически моющих средств и классификация.

Синтетически моющие средства (CMC, детергенты), многокомпонентные композиции, применяемые в водных растворах для интенсификации удаления загрязнений с различных твердых поверхностей-тканей, волокон, металлов, стекла, керамики. В более узком смысле под синтетическими моющими средствами обычно понимают бытовые средства для стирки белья и одежды.

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

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

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

1. Классификация СМС

Синтетические моющие средства представляют собой составы на основе синтетических моющих веществ. Обычно они содержат 10—40% синтетических моющих веществ и добавки, повышающие моющую способность средства, обеспечивающие их выпуск с учетом свойств отстирываемых материалов. Анализ изученной литературы позволил разделить моющие средства: 

• по назначению, консистенции; 

• по видам моющего вещества; 

• по содержанию моющего вещества.

По консистенции различают моющие средства твердые (кусковые, гранулированные, порошковые), мазеобразные (пасты) и жидкие. Наиболее широкое применение нашли порошковые средства. Удобны моющие средства в виде гранул и паст. Жидкие средства легко растворяются, хорошо дозируются. Они эффективны для стирки текстильных изделий и мытья посуды, автомашин, стекла и т. д. Выпуск жидких средств будет увеличиваться. Их изготовление проще и дешевле (отпадает процесс сушки), они не пылят, подобно порошкам, легче дозируются. 

В зависимости от вида моющего вещества моющие средства разделяют на мыла и синтетические моющие средства. Содержание моющего вещества в средстве колеблется от 5 до 85%. Большинство моющих средств хозяйственного назначения содержат 10—75% моющего вещества. 

В производстве мыл используют твердые жиры животные (говяжий, бараний, свиной и др.), жидкие растительные жиры (масло подсолнечное, хлопковое и др.), саломас (сало из масла) — твердый жир, полученный гидрогенизацией (насыщением водородом по месту двойных связей) растительных жидких масел, соапсток (побочный продукт очистки растительных масел).

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

• Твердое кусковое хозяйственное мыло бывает 60, 66, 70 и 72%-ное, жидкое—40%-ное (1-й сорт) и 60%-ное (высший сорт). 

• Порошковые мыла представляют собой измельченное и высушенное мыло (68—82%) или составы, содержащие 10—25% жирных кислот в смеси со щелочными солями (содой кальцинированной, тринатрийфосфатом, силикатом натрия и т.д.)

По назначению моющие средства делят: хозяйственные, туалетные, специальные (медицинские, технические и др.).

Хозяйственные в свою очередь делятся на:

• средства для стирки изделий из хлопковых и льняных волокон содержат 20—40% моющего вещества (обычно сульфонола)— 55% щелочных солей (триполифосфата, соды кальцинированной, силиката натрия), 10—15% сульфата натрия, небольшое количество душистых веществ (отдушки), отбеливающих веществ и карбоксиметилцеллюлозы. Эти средства образуют сильнощелочныё моющие растворы (рН 10—11).

• средства для стирки изделий из шерстяных и шелковых волокон содержат 35% алкилсульфата, до 55% нейтральных солей (сульфата натрия), небольшое количество щелочных электролитов, отбеливатели, отдушку. В моющем растворе эти средства создают среду, близкую к нейтральной (рН 7,3—8,5). 

• средства для стирки изделий из синтетических волокон также образуют среду, близкую к нейтральной. По составу они напоминают средства, предназначенные для стирки шерстяных и шелковых тканей, но содержат повышенное количество карбоксиметилцеллюлозы и электролитов.

• средства для стирки изделий из шерсти, шелка и синтетических волокон обычно не содержат активных щелочей типа карбонатов и силикатов натрия. 

• универсальные средства рекомендуют для стирки изделий из растительных, животных и химических волокон. Эти средства не содержат сильнощелочных солей (соды кальцинированной), в результате чего моющий раствор имеет умеренно щелочную реакцию (рН 8—9,5). Универсальные средства бывают без отбеливателя (обычного типа) и с перекисным отбеливателем.

• средства для мытья посуды, раковин, ванн и других предметов домашнего обихода представляют собой составы, которые должны хорошо смачивать поверхности, обладать высокой эмульгирующей, растворяющей и пенообразующей способностью.

Эти средства обычно взаимодействуют с загрязнениями на очищаемой поверхности. В состав входят моющие вещества (синтетические и мыла), органические растворители, щелочные и другие химические соединения.

• средства для мытья стекол (оконных, зеркал, хрусталя) содержат дополнительно восстановитель блеска (красители типа метилен голубой и др.).

• средства для мытья (очистки) ковров, обивки мебели, искусственного меха, кожи содержат компоненты, способствующие образованию обильной пены, которая обволакивает и размягчает загрязнение, при удалении пены удаляется и загрязнение, а изделие не успевает промокнуть. Средства для мытья посуды, ванн и раковин могут содержать также антисептики, обладающие бактерицидными свойствами. 

1. Химический состав синтетических моющих средств и их влияние на окружающую среду.

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

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

Важнейшие представители синтетических анионактивных моющих веществ — соли сульфокислот и кислых сульфоэфиров (алкилсульфонаты, алкиларилсульфонаты, алкилсульфаты) и сульфированные жиры, масла и жирные кислоты. Другие анионактивные моющие вещества выпускаются в относительно малых количествах. Неионогенные моющие вещества, входящие в состав некоторых СМС занимают 2-е место после анионактивных по объёму промышленного производства. Большинство неионогенных веществ — полиоксиэтиленовые (полигликолевые) эфиры различных органических кислот, спиртов, алкилфенолов и алкилнафтолов, полиоксиэтиленовые производные алифатических аминов и амидов, меркаптанов и т. д. Катионактивные и амфотерные вещества составляют лишь несколько % в общем объёме производства моющих веществ и имеют ограниченное хозяйственное значение.

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

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

1.5 Загрязнение окружающей среды.

Одна из наиболее актуальных проблем на сегодня - защита окружающей среды от различных загрязнений - отходов производства и продуктов жизнедеятельности людей. К главным источникам загрязнений имеют непосредственное отношение предприятия службы быта, например прачечные, использующие моющие средства, важнейшими из которых являются синтетические моющие средства (СМС). Рецептуры современных СМС представляют собой сложные смеси различных веществ. Основная составная часть CMC - органические поверхностно-активные вещества (ПАВ), обладающие смачивающей, эмульгирующей, пептизирующей и пенообразующей способностью. Совокупность этих свойств обусловливает их моющее действие. Для усиления моющего эффекта поверхностно-активных веществ в состав синтетических моющих средств входят щелочные и нейтральные электролиты, алкилоламиды, карбоксиметилцеллюлозу и др. Полезными добавками являются отбеливающие вещества (перекисные соли, оптические отбеливатели). 

Отработанные стоки прачечных, сбрасываемые в канализацию, содержат все химические соединения, входящие в состав СМС, а также загрязнения (переходящие в процессе стирки с очищаемой поверхности одежды грязевые частицы - сажа, различные минерально-масляные и жировые загрязнения, волокна стираемых изделий). В зависимости от вида и количества щелочных солей, входящих в состав СМС, рН сточных вод составляет 7-10 ед. Таким образом, стоки прачечных сложны по составу, имеют щелочную среду и в значительной степени загрязнены органическими веществами, ПАВ и грязевыми частицами.

Недостатком большинства CMC является их трудная биоусвояемость (перевариваемость) в сточных водах микроорганизмами, так как фактически для них это яды. Поэтому сточные воды, содержащие синтетические моющие средства, сильно загрязняют водоемы (реки, озера). Попадание ПАВ в водоемы неблагоприятно влияет на органолептические (цвет, запах, вкус) и бактериологические показатели воды. Это происходит не только за счет свойств обозначенных веществ, а в основном в результате стабилизации в воде других соединений, которая возможна вследствие способности ПАВ к солюбилизации и эмульгированию. Таким образом, недопустимо сбрасывать в водоемы сточные воды прачечных без предварительной очистки.

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

СМС, попадая в окружающую среду (водоемы), изменяют её кислотно-щелочной баланс. Водные организмы приспособлены к определенной величине рН. Когда значение рН снижается до 4,5 – 5,0 может исчезнуть значительное количество водных организмов, составляющих основу пищевой цепи. Это, в свою очередь, сказывается на птицах, рыбах, пресмыкающихся и млекопитающих, которым погибшие виды служат источником питания. При величине рН более 9,0 вода тоже становится непригодной для большинства водных организмов. Особенно чувствительны к изменению кислотности икра и мальки рыб. 

Уменьшение величины рН может также способствовать переходу в воду ионов металлов, содержащихся в донных отложениях, которые в обычных условиях осаждаются на дно с частицами взвеси и погребаются в толще донных отложений.

В последнее время в пробах природной воды все чаще обнаруживаются фосфаты. Виновник – человек. Мы используем стиральные порошки, которые содержат фосфаты, добавляемые для снижения жесткости воды при стирке. А в нашей стране пока нет технологии позволяющей в требуемой степени очищать стоки от фосфатов. Неочищенные стоки, после очистных сооружений, сливаются в реки.

Глава 2

Методики исследования

Работа проводилась в период 2013- 2014 учебного года на территории с. Озёрное и в лабораторных условиях КГУ «Средняя школа № 13 села Озёрное». Она велась в трех направлениях параллельно.

Первое направление – социологическое исследование. Среди учащихсяи работников школы был проведён соц. опрос с целью выявления набора СМС, используемых в каждой семье.

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

Третье направление – лабораторное исследование, в ходе которого были исследованы растворы СМС. Качественный анализ речной воды был произведен в химической лаборатории школы с использованием качественных реакций. 

2.1 Приготовление растворов СМС

На электронных весах взвесили по1г СМС каждого вида, растворили их в100 мл водопроводной воды, размешали до полного растворения порошка.

2.2 Определение рН 

Оборудование: химический стакан или любая стеклянная емкость, универсальная индикаторная бумага.

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

2.3 Определение фосфатов.

Оборудование: пробирки, капельница с раствором роданида железа.

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

2.4 Определение сульфатов

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

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

2.5 Определение гидрокарбонатов

Оборудование: пробирки, фенолфталеин.

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

2.6 Определение физико-химических характеристик моющих средств

• Оценили запах отдушек(проверили стойкость и специфичность запахов растворов порошков).

Наличие сильного запаха свидетельствует о большом количестве отдушек. Если запах поменял свою специфичность, то это свидетельствует о плохом качестве отдушек.

• Измерили высоту пены

• Определили плотность(ρ) воды и растворов СМС с помощью ареометра.

Глава 3

Результаты исследования

3.1 Социологический опрос

Свою работу мы начали с социологического опроса, проведенного среди учащихся нашей школы. Анализ полученных результатов позволил выявить самые известные стиральные порошки. (Приложение 1)

Из таблицы 1 видно, что сегодня предпочтение отдается зарубежным производителям, их порошки отличаются более высоким содержанием отбеливающих, красящих и ароматических веществ

3.2 Физико-химические исследования растворов моющих средств

В ходе проведенной работы, нами были изучены свойства 15 различных моющих средств. Данные исследований приведены в таблицах 2 и 3. (Приложение 2)

Из таблиц видно, что наиболее агрессивными являются СМС в виде порошков и мыла для стирки. Наиболее безопасными являются детские жидкие мыла и гель для душа «Фаберлик»

Заключение

Популярность СМС, пользующихся наибольшим спросом, обусловлена только работой рекламных компаний, так как моющие средства схожи по своему составу. Мы проанализировали информацию из различных источников и выявили, что не все моющие средства так безопасны, как о них говорится в рекламах и на упаковках.

Утилизованные сточные воды, содержащие остатки СМС, оказывают подавляющее влияние на рост и развитие биологических объектов, поэтому требуют

предварительного сбора и хранения в отстойниках для дальнейшей дезактивации. Разработка и внедрение высокоэффективного оборудования, а также технологических приемов, позволяющих очищать сточные воды до требуемых параметров, является актуальной задачей в технологии водоочистки.

Попадание ПАВ в водоемы неблагоприятно влияет на органолептические(цвет, запах, вкус) и бактериологические показатели воды. Таким образом, недопустимо сбрасывать в водоемы сточные воды прачечных без предварительной очистки.

Рекомендации.

Более ответственно относитесь к выбору моющих средств и не позволяйте рекламам обманывать себя. Не забывайте о том, что на этой планете будут жить нашит дети и внуки, и мы должны заботиться об их будущем и здоровье. С увеличением численности населения нашей планеты неизбежно возрастает количество и разнообразие моющих средств, которые пагубно влияют не только на человека, но и на окружающую среду. Мы надеемся, что в ходе прогресса будут изобретены белее безопасные моющие средства, которые будут иметь возможность полностью растворяться в воде, не образуя вредных химических соединений.

Проблема использования средств бытовой химии очень актуальна и может быть изучена в последующих исследовательских работах.

Литература:

• Журнал «Химия в школе» 2009 №5

• Ольгин «Опыты без взрывов»

• Алексеев В.А. 300 вопросов и ответов по экологии. – Ярославль: Академия развития, 1998

• Артеменко А.И. Органическая химия и человек. – М.: Просвещение 2000

• Иорданский А. Будет кисленький дождь //Биология, 2003, №6

• Миллер Т.Жизнь в окружающей среде. Т.1. – М: Прогресс, 1993

• Жиряков В.Г. Органическая химия, изд.6-е стереотип. М., 1977.

• Новая иллюстрированная энциклопедия. Кн. 12. Ск– Та. – М.: Большая Российская

• Энциклопедия, ООО«ТД«Издательство Мир книги», 2006. – 256 с.: ил.

• Новая иллюстрированная энциклопедия. Кн. 17. Мо– Но. – М.: Большая Российская

• Энциклопедия, ООО«ТД«Издательство Мир книги», 2006. – 256 с.: ил.

• Тяглова Е.В. Исследовательская деятельность учащихся по химии: метод. пособие. – М.: Глобус, 2007. – 224 с.

• Феоктистова Н.Ю. Бегущие по воде// Биология, 2002, №37.

• Химия: Школьная энциклопедия/ гл. ред. Ю.А.Золотов. – М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. – 872 с.: ил.

• Хмельницкий Р.А. Физическая и коллоидная химия: учеб. для с.-х. спец. вузов. – М.: Высшая шк., 1988. – 400 с.: ил.

• Школа и производство// Научно-методич. журнал, 2008, №1

Приложения

Приложение 1

Таблица 1

Использование различных видов стирального порошка

Приложение 2

Таблица 2

Физические свойства

Таблица 3

Химические свойства СМС