Влияние синтетических моющих средств (СМС) на водные растения

Исследовательская конференция школьников

основной и начальной школы "МАЛАЯ АКАДЕМИЯ-2017"

Кафедра "География, краеведение, экология"

Влияние концентрации синтетических моющих средств (СМС)

на водные растения

Исследовательская работа

Выполнила:

ученицы 8 «А» класса МБОУ «Школа №3 им. А.И.Покрышкина»,

Афхаликова Алина

Руководитель:

Дементьева Оксана Владимировна,

учитель химии МБОУ «Школа №3 им. А.И.Покрышкина»

г. Муравленко, 2017.

Содержание

Введение…………………………………………………………………2-3

I. Теоретическая часть…………………………………………………….4

1.1. История открытия синтетических моющих средств……………….4

1.2. Классификация и состав синтетических моющих средств………4-6.

1.3. Влияние синтетических моющих средств на водоемы……………7

II.Практическая часть…………………………………………………….8

2.1. Исследования влияния концентрации синтетических моющих

средств на зеленое водное растение элодею…………………………..8-11

Заключение……………………………………………………………….12

Рекомендации…………………………………………………………….12.

Список литературы………………………………………………………13

Приложение………………………………………………………………14

1

Введение.

Одна из наиболее актуальных проблем на сегодняшний день - защита водномов от различных загрязнений – отходов производства и продуктов жизнедеятельности людей. К главным источникам загрязнения имеют непосредственное отношения предприятия службы быта, которые сбрасывают синтетические моющие соединения, которые содержатся в моющих средствах, в водоёмы. Не только промышленные предприятия наносят вред рекам, выбрасывая в них токсичные вещества. Люди тоже загрязняют водоёмы синтетическими моющими средствами, например, когда моют машину автошампунем в реке, стирают или моют посуду. Выливая в воду даже небольшое количество порошка или средства для мытья посуды, мы губим многие микроорганизмы, водоросли, беспозвоночных. СПАВ способны накапливаться в организме и вызывать необратимые патологические изменения. Все более растущее использование синтетических моющих средств, а следствие увеличивающиеся кол-во их отходов и выбросов в природные водоемы, может пагубно сказаться, на водные растения данных водоемов. Поэтому исследования в этой области являются актуальными и практически значимыми.

Цель:

Изучить влияние синтетических моющих средств на зеленое водное растение элодею.

Гипотеза:

Если концентрация синтетических моющих средств нарушает жизнедеятельность водоросли элодея, то синтетические моющие средства влияют на среду водоема.

Задачи:

1. Посмотреть литературу по данной теме.

2. Определить влияние концентрации различных видов синтетических моющих средств на водное растение элодею.

3.Анализ полученных результатов.

4.Разработка рекомендаций.

2

Методы исследования: эксперимент, сравнение и анализ полученных результатов.

Объект исследования:

Водное растение элодея.

Предмет исследования:

Влияние концентрации синтетических моющих средств на водное растение элодею.

Материалы: синтетические моющие средства - стиральные порошки «Миф», «Ушастый нянь», хозяйственное мыло, жидкость для мытья посуды «FAIRY».

3

I. Теоретическая часть.

1.1 История открытия синтетических моющих средств.

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, 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.Классификация и состав синтетических моющих средств

Моющими средствами называются натуральные и синтетические вещества с очищающим действием, в особенности мыло и стиральные порошки, применяемые в быту, промышленности и сфере обслуживания.

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;

• видам моющего вещества;

• 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

4

дозируются. Они эффективны для стирки текстильных изделий и мытья посуды и т. д.

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.

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

По назначению моющие средства делят: на 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)— до 55% щелочных солей (триполифосфата, соды кальцинированной, силиката натрия), 10—15% сульфата натрия, небольшое количество душистых веществ (отдушки), отбеливающих веществ и карбоксиметилцеллюлозы. Эти средства образуют сильнощелочные 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).

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 средств, 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.

6

1.3. Влияние синтетических моющих средств на водоемы.

Синтетические моющие средства, 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 то может исчезнуть значительное количество водных растений и других 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.

7

II. Практическая часть.

2.1.Исследования влияния концентрации синтетических моющих средств на зеленое водное растение элодею.

Для проведения эксперимента нами были использовано зеленое водное растение элодея. В качестве материала для исследования были использованы следующие синтетические моющие средства: растворы мыла хозяйственного, средства для мытья посуды «FAIRY», а также стиральных порошков «Миф», «Ушастый нянь».

В ходе нашего эксперимента была использована методика из практикума «Методические рекомендации по проведению экологического практикума» авторы Пуган Н.А., Евстигнеев В.Е.., М. 2006 год.

Для исследования мы приготовили 5% и 10% -ой концентрации растворы мыла хозяйственного, средства для мытья посуды «FAIRY», а также стиральных порошков «Миф», «Ушастый нянь».

Для приготовления 5% раствора мы на лабораторных весах отмерили 5 г хозяйственного мыла, стиральные порошки «Миф», «Ушастый нянь» и раствор средства для мытья посуды «FAIRY». Мыло измельчили, поместили в стакан и доливаем 95 мл воды. Тщательно перемешиваем до полного растворения.

Для получения 10% - ного раствора отмерили на весах 10г хозяйственного мыла, стиральные порошки «Миф», «Ушастый нянь» и раствор средства для мытья посуды «FAIRY», и доливаем соответственно 90 мл воды.

Мы получили растворы нужной концентрации.

При проведении эксперимента был определен уровень pН при помощи карманного pH-метра CHECKER B. Значения, которые мы получили, представлены в таблице 1.

8

Среда растворов СМС разной концентрации

Таблица 1.

Ход исследования:

1. Поместили по веточке элодеи в стакан с чистой водой и в стакан с раствором разных видов СМС и разной концентрации. Каждый опыт имел три повторности.

2. Через 20 минут описали изменения веточек: цвет, форму, состояние листьев.

3. Приготовили микропрепарат листа элодеи: из сосуда с чистой водой и из сосудов с растворами синтетических моющих средств.

4. Поочередно рассмотрели микропрепараты под микроскопом и сравнили состояние растительных клеток.

Результаты

На основании методики мы провели опыты с водорослью элодея и тремя видами синтетических моющих средств (СМС).

Через 20 минут описали изменения веточек: цвет, форму, состояние листьев:

Чистая вода – водоросль не изменилась

Хоз. мыло – элодея стала вялая

«Миф» - слегка потемнели листья, скрутились, стали мягкие.

9

«Ушастый нянь» - листья мягкие стали терять зеленую окраску

«FAIRY» - листья стали вялые.

Приготовленные микропрепараты листа элодеи: из сосуда с чистой водой и из сосуда с раствором СМС показали следующие результаты: Все клетки из СМС потеряли прозрачность.

Чистая вода – клетки имеют форму прямоугольников, без повреждений.

Хоз.мыло – клетки стали овальные, некоторые потемнели.

«Миф» - клетки разрушились, появились большие темные пятна.

«Ушастый нянь» - клетки стали прозрачными

«FAIRY» - некоторые клетки разрушились и появились небольшие темные пятна.

Те же опыты провели с 10- %-ым раствором СМС. Для получения раствора отмерили на весах 10г мыла, стиральные порошки «Миф» и «Ушастый нянь» и раствор средства для мытья посуды «FAIRY» и доливаем соответственно 90 мл воды. Получили растворы нужной концентрации.

Через 20 минут описали изменения веточек: цвет, форму, состояние листьев:

Чистая вода – водоросль не изменилась

Мыло – элодея стала вялая, скользкая на ощупь

«Миф» - на листьях и стеблях появились темные пятна, водоросль стала мягкая.

«Ушастый нянь» - листья становились прозрачными

«FAIRY» - листья стали вялые и непрочные.

Приготовленные микропрепараты листа элодеи: из сосуда с чистой водой и из сосуда с раствором СМС показали следующие результаты:

10

Чистая вода – клетки имеют форму прямоугольников, без повреждений.

«Мыло» - клетки разрушились, почти весь лист почернел.

«Миф» - клетки разрушились, появились темные пятна

«Ушастый нянь» - клетки полностью потеряли окраску, стали прозрачными

«FAIRY» - некоторые клетки разрушились и появились темные пятна.

Каждый опыт по три повторности.

11

III. Заключение.

В ходе исследования было изучено влияние растворов синтетических моющих средств на растения. Объектом исследования было выбрано водное растение элодея.

В ходе исследования получены следующие выводы :

1.Синтетические моющие средства оказывают негативное влияние на водные растения на клеточном уровне, повреждая клеточные стенки и вызывая гибель клеток.

2. В результате проведенного эксперимента установлено, что более губительное действие оказывает стиральный порошок ручной стирки. Менее губительным является жидкость для мытья посуды.

Из результатов исследования видно, что синтетические моющие средства оказывают пагубное влияние на растения, они разрушают клетки. Следовательно, необходимо контролировать поступление СМС в водоемы со стоками и не допускать попадание растворов моющих средств непосредственно в водоемы.

Рекомендации:

В ходе исследовательской работы было установлено, что растворы СМС негативно действуют на экосистему водоемов: способствуют гибели живых организмов, изменяют рН воды.

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

12

Список литературы:

Дивакова Н.А. Тенденции развития ассортимента СМС и ТБХ. VII Международная научно-практическая конференция «Бытовая химия в России». Пермь, июнь, 2001.

Боднарук М.М., Ковылина Н.В. Биология. Дополнительные материалы к урокам и внеклассным мероприятиям по биологии и экологии в 10-11 классах – Волгоград: Учитель, 2007.

Пуган Н.А., Евстигнеев В.Е. Методические рекомендации по проведению экологического практикума. – М.: ФГУП «Центр МНТП», 2006

13

Приложение

Клетки листа элодеи в воде

Клетки листа элодеи в растворе хозяйственного мыла

14

Клетки листа элодеи в средстве от мытья посуды «Fairy»

Клетки листа элодеи в растворе порошка «Ушастый нянь»

15

14