Цель работы заключается в том, чтобы выяснить пагубно или нет синтетические моющие средства влияют на зеленые водные растения.
Любое моющее средство представляет собой сложный химический раствор, который, следовательно, является химическим загрязнителем. Основу синтетического моющего средства составляют поверхностно-активные вещества, которые улучшают моющую способность средства. ПАВы являются одной из главных причин загрязнения окружающей среды. Синтетические моющие средства попадают из канализационных труб в водоемы (реки, водохранилища, озера), а водоемы в свою очередь являются средой обитания водных растений.
Ключевые слова: синтетические моющие средства, щелочь, водные растения, пищевая сода, хозяйственное мыло, АОС, Synergetic, Finish, Sorti, Somat, Пемолюкс.
Введение
С древнейших времен для поддержания чистоты человек использует моющие средства. Но раньше они имели природную основу. В их состав входили растительная зола, сода, глина, сок растений. С возникновением в XIX веке мыловаренной промышленности, природные моющие средства утратили свое значение, и на первое место вышли синтетические моющие средства — средства для удаления загрязнений с различных поверхностей и средства личной гигиены, являющиеся растворами сложного химического состава [2]. Мы живем в современном мире и прогресс не стоит на месте. Сейчас многие люди в быту используют посудомоечные машины.
Цель моей работы: выяснить пагубно или нет синтетические моющие средства влияют на зеленые водные растения.
Предметом исследования является степень влияния синтетических моющих средств на жизнедеятельность водных растений и здоровье человека.
Объект исследования — зеленые водоросли — Валлиснерия Спиралис.
В своей работе я выдвинул предположение о том, что синтетические моющие средства отрицательно воздействуют на физиологическое процессы живых организмов.
Проблему влияния моющих средств на растения изучали и ранее, но в своей работе я взял такие моющие средства, которые еще не были исследованы. В своей работе я взял не только моющие средства для мытья посуды руками, но и синтетические моющие средства для посудомоечных машин. Состав СМС бывает разным, но почти в каждом из них присутствуют поверхностно-активные вещества, предназначенные для улучшения смачивания, удаления загрязнителей и удерживания их в растворе. Кроме поверхностно-активных веществ, в состав СМС вводят также различные добавки — ароматизаторы, антистатики, отбеливатели и др.
Каждый из нас в своей жизни сталкивается с мытьем посуды. Для этого человечество придумывало разные способы и средства. В настоящее время развитие моющих средств достигло совершенства. На рынках их появилось великое множество. Все они различны, производители с каждым годом стараются усовершенствовать продукцию, сделать её более качественной и практичной. На сегодняшний день моющие средства значительно упрощают нам жизнь, делая мытье посуды более легкой, не требуя особых усилий. Но вместе со всеми положительными качествами моющих средств возник главный, немало важный вопрос, есть ли вред от моющих средств? Ответы на эти вопросы представлены в моей работе.
Производители многих моющих средств утверждают, что вреда моющие средства не представляют, но некоторые исследования прямо указывают нам на их вред. После того как моющий раствор отработал, он попадает со сточными водами в городскую канализацию, затем в очистные сооружения, а иногда, без всякой отчистки, непосредственно в грунт или водоем.
Попадая в канализацию, содержащие СМС сточные воды затрудняют работу очистных сооружений, вызывают обильное образование пены. Накапливаясь в активном иле, СМС угнетающе действуют на развитие микроорганизмов. СМС и его компоненты наносят вред рыбам и другим гидробионтам. Особенно большой вред наносится водорослям, планктонным и бентосным организмам, составляющим основу пищевых цепей в водоеме.
Оборудование: электронный микроскоп, чашки Петри, Лабораторный комплекс для учебной практической и проектной деятельности по биологии и экологии.
Основная часть
Подготовительный этап
Сейчас в магазинах очень много синтетических моющих средств для мытья посуды разной ценовой категории, качества и химического состава. Меня заинтересовал вопрос. Как синтетические моющие средства влияют на водные растения и соответственно на живые организмы. Для исследования я взял 8 моющих средств разных по составу и цене.
В состав моющих средств входят ПАВы (поверхностно-активные вещества) которые обеспечивают удаление загрязнений с поверхности посуды. ПАВы делятся на 5 типов.
Таблица 1
Типа поверхностно-активные веществ [2, 7]
|
ПАВ |
Свойства |
|
Анионные |
А-Пав — это самые эффективные и хорошо растворимые вещества. Прекрасно пенятся и хорошо справляются с любыми видами загрязнений. Средства с анионными компонентами отличаются низкой стоимостью. Существенный минус — аллергенные. Им присущ высокий уровень агрессивности по отношению к водным растениям и человеческому организму. |
|
Катионные |
Препараты с катионными веществами значительно уступают по эффективности анионным средствам. У них низкий уровень моющей способности. Однако имеется существенный плюс — бактерицидное действие. |
|
Неионогенные |
Моющие средства с данным видом ПАВ оказывают щадящее воздействие на обрабатываемые предметы и кожу рук. Положительно характеризует их исключительно высокий уровень биоразлагаемости, равный 100 %. Это самый безопасный вид веществ. Недостаток — плохо пенятся, поэтому часто используются в тандеме с анионными веществами. Плюс — прекрасно смываются с обрабатываемой поверхности. Эти компоненты входят в состав детских моющих препаратов. |
|
Амфолитные |
Данный вид ПАВ в зависимости от кислотности или щелочности основного состава моющего средства проявляет свойства, характерные для катионных или анионных ПАВов. |
|
Био-ПАВ |
Эти частицы характеризуются абсолютной экологической безопасностью. Данные вещества отличаются способностью к полной биоразлагаемости, поэтому препараты бытовой химии, содержащие их, безвредны. |
В своей работе я использовал следующие моющие средства: пищевая сода, хозяйственное мыло, АОС, Sorti, Synergetic, Finish, Somat, Пемолюкс, Федорино счастье. Прежде чем поместить водоросли в раствор моющих средств я изучил их состав на ПАВы.
Пищевая сода — химическое неорганическое вещество.
Хозяйственное мыло «Аист» — натриевые соли жирных кислот натуральных жиров и масел, глицерин, хлорид натрия, антиоксидант.
АОС — 5 % или более, но менее 15 %: анионные ПАВ; менее 5 %: неионогенные ПАВ; ароматизирующая добавка (в т.ч лимонен); соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, алоэ вера гель, регулятор рН, консервант, красители.
SOMAT (средство для посудомоечных машин) — 5–15 % кислородосодержащего отбеливателя, фосфонатов, поликарбоксилатов; <5 % неионогенных ПАВ, энзимов, отдушки (в т. ч. лимонена, бензилового спирта).
ПЕМОЛЮКС — ≥ 30 % природного молотого мрамора; <5 % амфотерных ПАВ, отдушки.
FINISH (средство для посудомоечных машин) — 5 % или более, но менее 15 %: кислородосодержащий отбеливатель, фосфонаты; менее 5 %: поликарбоксилаты, неионогенные ПАВ, энзимы, ароматизатор.
ФЕДОРИНО СЧАСТЬЕ (средство для посудомоечных машин) — >30 % — триполифосфат натрия, 15–30 % — карбонат натрия, 5–15 % перкарбонат натрия, неионогенные ПАВ, энзимы.
SORTI — 5 % или более, но менее 15 %: анионные ПАВ, менее 5 %, неионогенные ПАВ, ароматизирующая добавка, регулятор рН, лимонный сок, соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, консервант, красители.
Описание работы
Отобрав моющие средства и изучив их состав, я поместил зеленую водоросль Валлиснерия Спиралис, которую взял в своем аквариуме. Для валлиснерии спиральной подойдет любой аквариум (имеется в виду размеры и условия). Температура воды рекомендуется 24–28°С, хотя растение может расти и при 15–20°С (но рост при этом замедлится). Рекомендуемая жесткость dН до 15°, однако при dН более 8° растение чувствует себя неудовлетворительно (ухудшается рост и уменьшается размер листьев). Активная реакция воды рН 5,0–7,5° (нейтральная или слабокислая) [4].
Данный эксперимент проводился на базе МОУ Мурмашинская СОШ № 1. Растение с раствором моющих средств я поместил в 8 чашки Петри на 3 дня. По прошествии этих дней я наблюдал в электронный микроскоп за изменениями, которые произошли с водорослью Валлиснерия Спиралис.
Как показал эксперимент, в растворе с пищевой содой структура клетки водоросли изменилась незначительно, хлорофилл присутствует, можно увидеть ядро клетки, что говорит о том, что наследственная информация клетки не пострадала при воздействии с раствором пищевой соды.
При взаимодействии водоросли Валлиснерия Спиралис с синтетическим моющим средством « Федорино счастье» , которое предназначено для мытья посуды в посудомоечной машине, также изменения в структуре клетки произошли незначительные. На этикетке данного моющего средства не указано, что оно не вредит окружающей среде. В клетки наблюдается хлорофилл, очертания клеток не нарушены. Визуально водоросль выглядит зеленой, форма и структура растения не нарушена.
Хозяйственное мыло показало себя удовлетворительно. В клетке наблюдается хлорофилл.
Водоросль Валлиснерия Спиралис повела себя немного хуже в растворе « Synergetik », хлорофилла очень мало, структура клеток частично нарушена. На этикетке синтетического средства указано, что это экологически безопасное моющее средство
Остальные синтетические моющие средства, а это « Пемолюкс» (на его упаковке было указано, что он экологически безопасен), « Finish », « Sorti » пагубно влияют на зеленые растения, так как структура клетки нарушена полностью или частично, хлорофилл не обнаружен, ядро в микроскоп не наблюдалось. Самым пагубным для зеленой водоросли Водоросль Валлиснерия оказалось синтетическое моющее средство « Somat », предназначенное для посудомоечных машин.
Использование результатов
Результаты данного эксперимента могут быть использованы для дальнейшего изучения влияния синтетических моющих средств не только на водные растения, но и на животных, обитающих в водоемах. По результатам работы можно сформулировать рекомендации населению для использования моющих средств для мытья посуды.
- Внимательно изучать перед покупкой состав моющих средств.
- В быту по возможности использовать моющие средства натурального, природного происхождения.
Также полученные знания и результаты можно применять на уроках биологии, химии, на кружках по этим предметам.
Заключение
Популярность у населения синтетических моющих средств связана с рекламой. В большинстве случаев химический состав моющих средств одинаковый. Как показал эксперимент, многие моющие средства негативно влияют на зеленые водоросли, а как следствие и на окружающую среду. Я понимаю, что в эпоху прогресса человек не сможет полностью отказаться от благ цивилизации и не вернется к моющим средствам которые были до XIX века, но человек может использовать в своем быту менее вредные моющие средства такие как пищевая сода и хозяйственное мыло. Эти моющие средства применяются для чистки посуды, изделий из стекла, кухонных поверхностей и плит. Можно использовать как самостоятельное средство, а можно в составе мыльного раствора. Для этого небольшое количество хозяйственного мыла и соды заливается горячей водой, в результате чего получается универсальное моющее средство.
Эксперимент показал, что синтетическое средство для мытья посуды в посудомоечных машинах «Федорино счастье» также не вызвало особых изменений в структуре растения.
Посудомоечные машины потребляют мало чистой пресной воды, поэтому их использование в сочетании с этим моющим средством благоприятно скажется на водных ресурсах и растениях.
В своей работе я хотел привлечь внимание людей к этой проблеме, показать, что есть способы отказаться от вредных синтетических моющих средств и заменить их более безопасными для окружающей среды.
Проблема использования синтетических моющих средств бытовой химии очень актуальна и может быть изучена в последующих исследовательских работах.
Литература:
- Волков В. А. Поверхностно-активные вещества в моющих средах и усилителях химической чистки / В. А. Волков — Москва: Легиромиздат, 1985. — 201 с.
- Волощенко, О.И., Поверхностно-активные вещества в окружающей среде и здоровье человека / О. И. Волощенко, И. В. Мудрый, // Гигиена и санитария. — 1988. — № 11 — С. 58–61
- Товары непродовольственные. Информация для потребителя. Общие требования: ГОСТ Р 176820. — Введ. 30.12.1997. — Москва: ИПК Издательство стандартов, 1998. — 13 с.
- Пономарева И. Н. Экология. — М.: Вентана-Граф, 2001.
- Остроумов С. А. Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы. — М.: МАКС-Пресс, 2001
- С. А. Лыгин, Нуртдинова Р. Р. Научная статья по специальности «Ветеринарные науки» Экологические аспекты использования синтетических моющих средств в быту и промышленности. [Текст] URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ekologicheskie-aspekty-ispolzovaniya-sinteticheskih-moyuschih-sredstv-v-bytu-i-promyshlennosti
- Л. А. Еремина, Д.Еремин. Статья в журнале «Первое сентября» [Текст]. URL:https://bio.1sept.ru/article.php?ID=200501104 (09.10.2021)
- А.С Плеве, Р.Е Морозкин. Научная статья [Текст] URL:https://school-science.ru/7/23/39587
