Учебно-исследовательская работа на тему: Исследование моющих средств для посуды и влияние их на экологическое состояние окружающей среды.

ГУО «Средняя школа №3 г. Лунинца»
Исследование моющих средств для посуды и влияние их на экологическое состояние окружающей среды.
Жук Ольга Михайловна
ученица 9 «Б» класса
руководитель: учитель биологии
Ивашкевич Игорь Николаевич
Содержание
Введение
1. Выполнение исследовательской работы.
2. Результаты исследовательской работы.
2.1 Диагностика использования моющих средств для посуды.
2.2. Состав, особенности применения, адресные данные производителя моющих средств для посуды.
2.3. Химические особенности моющих средств для посуды.
2.4. Влияние моющих средств для посуды на биологические объекты.
2.5. Эффективность применения моющих средств для посуды.
Заключение
Литература
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Реклама стала неотъемлемой частью нашей жизни. Иногда она действительно помогает сориентироваться в многообразии товаров и услуг, а иногда обещает просто «чудеса». Благодаря активной рекламной политике производителей, сегодня почти в каждой семье для мытья посуды используют специальные средства. Ароматные и эффективные, содержащие специальные добавки для здоровья кожи. Например, моющее средство для мытья посуды «Fairy». Всего одной капли моющего средства «Fairy» хватает рекламным героям, чтобы банка из-под гуляша — даже заполненная водой со льдом — засияла чистотой. Слова данной рекламы очень убедительно склоняют нас, потребителей, к использованию данных средств. Но некоторые мои знакомые очень негативно относятся к применению моющих средств для посуды, аргументируя это тем, что считают их вредными для здоровья. Кто же прав в этой спорной ситуации? Еще большие сомнения возникли, когда прочитала информацию о моющих средствах для посуды в Интернете.
Моющие вещества являются антисептиками группы детергентов, об этом написано в любом учебнике по хирургии, А главное свойство детергентов — повышение поверхностного натяжения жидкостей (от этого получаются радужные мыльные пузыри). Теперь представим, что такое вещество попало в кишечник, в котором основные процессы пищеварения происходят именно на границе сред. Изменение поверхностного натяжения приведет к нарушению пищеварения, метеоризму, дисбактериозу.
По своему составу средства для мытья посуды близки к шампуням, гелям для душа. То есть к средствам гигиены. А к ним предъявляют особые требования по безопасности. Все это хорошо, однако, средства для мытья посуды числятся как средства бытовой химии. Это значит, что на них гигиенический сертификат, гарантирующий безопасность, не нужен. Требования что к средству для чистки унитазов, что для посуды — одни и те же. Производители могут подвергнуть свою продукцию испытанию на безопасность, но добровольно. Химики признают: этот сертификат гарантирует только то, что в момент использования вы не отравитесь, не испортите кожу рук. А вот что с течением времени происходит в организме, в который постоянно попадают остатки моющего средства,— таких исследований не проводили.
Получив такую информацию, мы не могли оставаться в стороне и решили провести свое независимое расследование. Целью нашей исследовательской работы стало исследование моющих средств для посуды. Главные задачи, вытекающие из поставленной цели, сформированы следующие:
Провести диагностику использования моющих средств для посуды;
Изучить состав, особенности применения, адресные данные производителя моющих средств для посуды;
Химические особенности моющих средств для посуды;
Влияние моющих средств для посуды на биологические объекты;
Изучение эффективности применения моющих средств для посуды
1. Выполнение исследовательской работы.
Для диагностики применяемости моющих средств для мытья посуды жителями г. Лунинца был произведён опрос 250 человек. Среди опрошенных были представлены все возрастные категории населения (от 19 до 75 лет), различные по образовательному уровню и материальному положению.Для проведения социологического опроса была составлена анкета. Анкетируемым было предложено ответить на следующие вопросы:
1. Какое моющее средство для посуды вы используете?
2. Что вам нравится в вашем моющем средстве?
3. Приносит ли ваше моющее средство ожидаемый результат?
Для исследования состава, особенностей применения, адресных данных производителя моющих средств для посуды изучались этикетки средств, указанных при анкетировании пользователей.
Химические особенности моющих средств для посуды исследовались в три этапа:
а) теоретическое исследование состава и свойств моющих средств;
б) определение рН растворов моющих средств для посуды;
в) влияние растворов моющих средств для посуды на протекание процессов коррозии железных и алюминиевых предметов.
Определение рН растворов моющих средств проводилось с помощью универсальной индикаторной бумаги. Исследовались 0,1% растворы моющих средств. (Одна капля моющего средства на литр воды - как предписывает реклама)
Коррозию металлов в растворах моющих средств для посуды рассматривали в экспериментах при комнатной температуре (20° С) с трехкратным повторением. В 20-мл пробирки помешались полоски алюминия размером 50x5x2 мм и железные гвозди длиной 80 мм. Затем приливалось по 10мл 0,1% растворов исследуемых моющих средств. Длительность проведения эксперимента 15 дней.
Исследование влияния моющих средств для посуды на биологические объекты является одним из важных экспериментов нашей работы, потому что каждый человек, использующий данные средства, подвергается непосредственному воздействию моющих средств для посуды. Использованные растворы моющих средств после утилизации попадают в почву, водоемы, где включаются в оборот веществ экосистем. Изучение влияния моющих средств для посуды на биологические объекты проводилось в ходе трех экспериментов.
1 эксперимент: Моющие средства для посуды даже после тщательного ополаскивания посуды попадают в желудочно-кишечный тракт человека и в первую очередь оказывают влияние на микрофлору кишечника. В школьных условиях у нас не было возможности исследовать непосредственное влияние моющих средств на микроорганизмы кишечника человека. Поэтому результаты получены при рассмотрении влияния растворов моющих средств на рост и развитие плесневого гриба Мuсог, в колбу на 200мл, смоченную 0,1% раствором моющего средства, помещались 3 грамма речного песка, кусочек пшеничного хлеба размером 50x50x5 мм. Колба закрывалась ватным тампоном и помещалась в теплое место. Длительность проведения эксперимента -7 дней, трехкратная повторяемость эксперимента.
2 эксперимент: в пробирки на 20 мл наливали 0,1% раствор моющего средства, сверху раствора помещался плотный ватный тампон и семя фасоли. Длительность опыта 7 дней. По мере понижения уровня растворов тампон опускали ниже.
3 эксперимент: в пластмассовые стаканчики с почвой высеивались по 15 зерен пшеницы. Каждый посев поливался 0,1% раствором соответствующего моющего средства. Длительность данного эксперимента - 30 дней, что в отличие от эксперимента №2 выявляло длительное влияние моющих средств для посуды на биологические объекты,
Использование моющих средств для посуды основано на том, что сложилось устойчивое мнение об эффективности применения их при мытье сильно загрязненной посуды в холодной воде. Исследование эффективности действия моющих средств проводилось при температуре 5°С, 25°С, 50°С, с использованием 0,1% растворов моющих средств. В качестве объекта для мытья использовались стеклянные колбы, загрязненные томатно-сметанным соусом на говяжьем бульоне.
2. Результаты исследовательской работы.
2.1 Диагностика использования моющих средств для посуды;
Результаты анкетирования представлены на диаграммах (см. рис. 1 - 3).
Из рис. 1 видно, что для мытья посуды 69,7% респондентов выбирают Fairy,
14,5% Пемолюкс, 11,8% опрошенных используют средство Sorti.

Рис.1 Результаты ответов на первый вопрос
Из рис. 2 видно, что большей части опрошенных (35,5%) нравится, что средство хорошо моет, 32,9% респондентов оценивают средства по запаху, а более 15,8% - по упаковке и оформлению средства.

Рис. 2 Результаты ответов на второй вопрос
Как видно из рис. 3
75% жителей устраивает качество используемого средства для мытья посуды.

Рис.3 Результаты ответов на третий вопрос
2.2. Состав, особенности применения, адресные данные производителя моющих средств для посуды
Применение любого средства бытовой химии должно начинаться с изучения данных на этикетке. И чем точнее эти данные, тем достовернее информация. Из этикеток исследуемых моющих средств для посуды мы определили, что: основным компонентом МС являются ПАВ, но только на этикетке МС «Fairy» более точно указано процентное содержание ПАВ (15 - 30%) и их тип (неионогенные);кроме ПАВ в составе моющих средств имеются красители, стабилизаторы, консерванты,парфюмерная композиция, но не указана маркировка этих веществ;
только на этикетках трех моющих средств имеются предупреждения («Ргil», «Fairy», «АОS»);«Беречь от детей. Остерегаться попадания в глаза»;
Большое внимание уделяется на этикетке МС рекламным данным;
Эффективно удаляет все остатки жира с посуды не только в горячей, но и в холодной воде.
Легко смывается водой, не оставляя разводов и придаёт посуде блеск и изумительную чистоту.
Не поражает кожу рук и обладает нейтральным уровнем кислотности рН благодаря своей тщательно подобранной формуле.
2.3. Химические особенности моющих средств для посуды.
2.3.1 Исследования показали, что основными компонентами моющих средств являются ПАВы, (поверхностно-активные вещества) - химические соединения, способные адсорбироваться на границе раздела фаз и снижать поверхностное натяжение. Т. н. ионогенные ПАВ диссоциируют в растворе на катионы и анионы, одни из которых обладают поверхностной активностью, другие (противоионы) нет. Соответственно различают катионактивные, анионактивные и амфотерные (амфолитные) ПАВ. Молекулы неионогенных ПАВ сохраняют в растворе электрическую нейтральность, ПАВ регулируют смачивание, облегчают диспергирование, повышают или понижают устойчивость суспензий, эмульсий, пен. Качественный состав анализируемых средств для мытья посуды представлен в таблице 1
Таблица 1
Качественный состав анализируемых средств ("+" - наличие того или иного компонента)
Fairy
Идеал
ПемолюксAOS
Pril
Sorti
Bingo
ПАВ
анионные + + + +
неионогенные + + - + - + +
амфолитные- + - -
Консерванты + + + - + + -
Поваренная соль (NaCl) - - + - + - -
Краситель - + + - - - +
Комплексообразователь - - - + - - -
Регулятор рН- - - + - + +
Ароматизатор (отдушка) + + + + + + -
Вода + + + + + + -
Загуститель - - - + + - -
Глицерин + - - + - - -
Бетаин - - - - + - -
Антибактериальные компоненты + - - - - + -
2.3.2 Одним из требований к использованию моющих средств для посуды является то, что они должны обладать нейтральным или слабо кислым рН раствора (рН=5,5). Из данных этикеток средств ими обладают все исследуемые образцы.
Для определения рН раствора средства использовали универсальную индикаторную бумагу. Для этого готовили 4,7% по объему раствор, выдерживали 2-3 минуты и определяли значение рН. Результаты приведены в таблице 2
Таблица 2
Результаты определения рН растворов анализируемых средств
(0,5 мл средства + 10 мл воды)
Названия средств Fairy Идеал Пемолюкс AOS Pril Sorti Bingo
рН ≈ 8,0 ≈ 8,5 ≈ 8,5 ≈ 7,5 ≈ 8,0 ≈ 8,5 ≈ 8,5
Результаты исследовательской работы показали, что все растворы моющих средств обладают щелочной средой, а это отрицательно влияет на кожу рук. Исключение составляет раствор «АОS», рН которого равна 7,5.
2.3.3 При утилизации использованные растворы моющих средств для посуды непосредственно соприкасаются с металлическими трубами канализации, а при мытье с различными железными и алюминиевыми сплавами металлической посуды. Результаты исследовательской работы показали, что все образцы моющих средств усиливают коррозию алюминиевых поверхностей. Через 15 дней на поверхности алюминиевых полосок образовались сгустки белого вещества, не растворимые в воде. Качественные реакции подтвердили, что в растворах опытных образцов содержатся ионы А13+ в большом количестве. Исключением является раствор № 4 и вода, в которых практически отсутствуют видимые признаки коррозии поверхности алюминия.
Коррозия железа более интенсивно протекала в растворах образцов № 1, 3, 5, 6, В пробирках наблюдается образование бурых гранул и бурого налета ржавчины на железных гвоздях. В растворах образцов № 2, 4, 7 процессы коррозии протекают медленнее, что подтверждает наличие в этих пробирках вещества серо-зеленого цвета, при качественном анализе соответствующего гидроксиду железа (ІІ).Полученные данные позволяют сделать вывод, что все исследуемые растворы моющих средств для посуды способствуют усилению коррозии на железных и алюминиевых предметах.
2.4. Влияние моющих средств для посуды на биологические объекты.
2.4.1 В ходе проведения эксперимента по исследованию влияния растворов моющих средств для посуды на рост и развитие плесневого гриба Мuсог было установлено, что образцы МС № 1, 2, 5, 6 способствовали усилению разрастания грибницы по всему объему колбы. В образцах МС № 3, 4, это разрастание также больше, чем в контрольной пробе (колба № 8 с водой). Самое сильное разрастание грибницы отмечено в образце № 7, развитие плесневого гриба отмечено раньше, чем в других образцах, через 1 день (моющее средство Вingо). Данный результат можно соотнести с тем, что все образцы моющих средств имеют щелочную среду, тем самым они влияют на изменение кислотной среды желудка человека и благоприятствуют проникновению болезнетворных микробов в организм. Кроме этого при хранении пищевых продуктов в посуде, вымытой данными моющими средствами, создаются благоприятные условия для разрастания плесневых грибов и развития гнилостных микроорганизмов.
2.4.2 Исследование влияния моющих средств на прорастание семян фасоли показало, что особенно негативно влияют растворы № 1, 7 («Fairy» и «Вingо») - семена в растворах этих МС набухли, но не проросли. В растворах МС № 2, 3, 6, за 15 дней развился только корешок длиной 1 - 4 см, что подтверждает отрицательное влияние растворов моющих средств на развитие растений. Исключение составляет раствор МС № 4 («АОS»). Как и в контрольном опыте (вода) здесь наблюдается развитие настоящего растения с корнем, стеблем 10 см и листьями.
При длительном влиянии растворов моющих средств на развитие растений наблюдается более значительное негативное проявление этого воздействия. Очень наглядным признаком такого воздействия является высота растений пшеницы, поливаемых 0,1% растворами МС в течение 30 дней.
Из сказанного необходимо сделать вывод: исследуемые растворы моющих средств для мытья посуды негативно влияют на экологическое состояние окружающей среды.
2.5. Эффективность применения моющих средств для посуды
Реклама - рекламой, но результаты исследовательской работы оказались противоположными.
При температуре 5° С (холодная вода) каждый исследуемый раствор МС не смог удалить следы загрязнения; в проточной холодной водопроводной воде наибольший эффективностью обладают средства «Fairy» и «АОS», а наименьшей - «Идеал».
При температуре 25° С полностью удалить загрязнения смог лишь раствор МС № 4 («АОS»), в № 1, 2, 6, появился избыток пены, в № 3, 5, 7 - мутный жирный налет;
При температуре 50° С в колбах всех образцов появился избыток пены, требующий очень тщательного ополаскивания. Лучше других смываются в холодной и горячей водопроводной воде средства «Идеал», «АОS» и «Рril»; хуже всех в проточной воде смывается средство «Fairy».
Вывод: моющие средства наиболее эффективно действуют в горячей воде, очень плохо смываются, образуя стойкую обильную пену, поэтому требуют тщательного ополаскивания и расхода большого количества воды.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты исследовательской работы доказывают, что:
все растворы моющих средств обладают щелочной средой, а это отрицательно влияет на кожу рук;
все исследуемые растворы моющих средств для мытья посуды способствуют усилению коррозии на железных и алюминиевых предметах;
все образцы моющих средств имеют щелочную среду, тем самым они влияют на изменение кислотной среды желудка человека и благоприятствуют проникновению болезнетворных микробов в организм;
при хранении пищевых продуктов в посуде, вымытой данными моющими средствами, создаются благоприятные условия для разрастания плесневых грибов и развития гнилостных микроорганизмов;
моющие средства для мытья наиболее эффективно действуют в горячей воде, очень плохо смываются, образуя стойкую обильную пену, поэтому требуют тщательного ополаскивания и расхода большого количества воды;
наибольшей эффективностью по большинству исследуемых показателей обладает средство АОS.
Моющие средства для посуды являются агрессивно активными веществами, требующими очень осторожного использования. Утилизованные сточные воды, содержащие остатки моющих средств, оказывают подавляющее влияние на рост и развитие биологических объектов, поэтому требуют предварительного сбора и хранения в отстойниках для дальнейшей дезактивации.
Проблема использования средств бытовой химии очень актуальна и может быть изучена в последующих исследовательских работах.
Полученная информация исследовательской работы может быть использована на факультативных занятиях по химии и экологии, уроках валеологии.
ЛИТЕРАТУРА
Большая биологическая энциклопедия, М., «Большая энциклопедия», 1987 г., стр. 689 2. Виноградова В.И. «Методика изучения биологии», М. «Просвещение», 1998г., стр.84
Габриелям О.С. «Химия 11 класс», М. «Дрофа», 2002, стр. 362
Грусман О.М. Химические материалы, красители и моющие средства. - М., 1985. С. 60-64.
Исаев Д.С. Практические работы исследовательского характера по неорганической химии: Учебное пособие для учащихся 9-х классов. - Тверь, 2001. С. 17-19.
Кузьминок Н.Н., Стрельцов Е.А., Кумачёв А.И. Экология на уроках химии. - Мн., 1996. С. 166-170.
Электронные ресурсы: