Содержание работы 1. Анализ научной литературы по проблеме влияния

1
Содержание работы
Введение…………………………………………………………………………...2
1. Анализ научной литературы по проблеме влияния
бытовой химии на организм человека
1.1. Разновидности и состав бытовой химии………………………….........…3
1.2. Вред бытовой химии …………………………………………………..……3
2. Экспериментальная часть
2.1 Планирование исследования ………………………………………………4
2.2. Опрос «Какой бытовой химией пользуются в вашей семье?»…………..5
2.3.Эксперимент по определению рН моющих средств
с помощью индикатора-лакмуса…..……………………………………………5
2.4. Работа с рН-метром……………………………………………………….…5
2.5. Точное измерение рН …………………………………………………….....6
2.6. Изменение рН в процессе мытья посуды………………………………..…6
2.7.Эксперимент со смывами стиральных порошков……………………....….7
2.8.Эксперимент по сравнению эффективности моющих средств.……….….8
2.9. Рекомендации…………………………………………………………………10
3.Заключение ……………………………………………………..………..……..11
4.Список литературы……………………………………………...…….………12
5.Приложение……………………….……………………………..……………...13
2
Сравнеие безопасности и эффективности некоторых популярных моющих
средств
Авторы: Арзяева Нина Валерьевна, Меняйло Екатерина Евгеньевна
Россия, Челябинская область, город Миасс, МБОУ «Лицей №6», 9 класс
Научный руководитель: Константинова И.В., учитель химии
Россия, Челябинская область, город Миасс, МБОУ «Лицей №6»
Введение.
Используя бытовую химию (в частности, моющие и очищающие средства)
фактически ежедневно, мы редко задумываемся над этим процессом, а зря: ведь
может быть, мы отравляем себя и наносим вред себе и другим. Может быть, удаляя
грязь, мы её заменяем отравляющими веществами. Нас заинтересовал этот факт, и
мы решили изучить этот вопрос подробнее.
Цель исследования:
Узнать, какие вещества, входящие в состав моющих и чистящих средств, при
непосредственном контакте с человеком могут нанести вред здоровью; каково их
воздействие на организм человека; выявить экспериментально, какие моющие
средства наиболее опасны и наиболее безопасны при их регулярном использовании.
Задачи исследования:
1. Проанализировать литературу по проблеме исследования.
2. Провести опрос учащихся 8-10 классов по использованию бытовой химии в
их жизни.
3. Выявить химический состав моющих и очищающих средств; определить
самые опасные вещества, используемые в бытовой химии.
4. Определить кислотность (щелочность) некоторых моющих средств с
помощью индикаторов.
5. Научиться работать с рН-метром и с его помощью точно определить рН среды
выбранных моющих средств.
6. Определить экспериментально, насколько хорошо смываются водой наиболее
распространенные моющие и очищающие вещества.
7. Выяснить, какие есть альтернативы бытовой химии.
8. Предложить методы минимизирования вреда бытовой химии.
Гипотеза:
Многие вещества бытовой химии содержат вредные компоненты, которые опасны
для здоровья человека. Есть способы, которые могут уменьшить вред от применения
моющих средств.
Проблема исследования:
влияние бытовой химии на человека.
3
1. Анализ научной литературы по проблеме влияния
бытовой химии на организм человека
1.1.
Разновидности и состав бытовой химии,
используемой человеком.
Для начала мы изучили научную литературу и этикетки с составом различной
бытовой химии. Химический анализ содержания моющих веществ представлен в
таблице 1 «Состав моющих и чистящих веществ».
Категория
Стиральный порошок
Средство
посуды
для
мытья
Средство
для
пола,
раковин, ванн
Средство для стекла,
зеркал
Освежитель воздуха
Состав
От 5% до 15% анионные ПАВ, кислородосодержащий отбеливатель,
фосфаты, менее 5%: катионные ПАВ, ЭДТА и её соли, неионогенные
ПАВ,
поликарбоксилаты,
оптические
отбеливатели,
энзимы,
ароматические добавки
Неионогенное ПАВ, полипропиленгликоль, хлорид натрия (столовая
соль), органический растворитель, специальный растворитель, гидроксид
натрия (щелочь), консервант, пропилен гликоль, красители, отдушка.
Вода, натрия гипохлорит, ПАВ, силикат натрия, парфюмерная
композиция, стабилизатор, краситель.
ПАВ, триполифосфат натрия, изопропиловый спирт, нашатырный спирт,
отдушка, краситель, консервант.
Пропан, бутан, деионезированная вода, отдушка, <5% неионогенные
ПАВ, растворитель, эмульгатор, консервант, щелочь минеральные соли.
Таким образом, вся бытовая химия содержит ПАВы, фосфаты, пары аммиака, хлора.
1.2.Вред бытовой химии.
Самые вредные для человека вещества, входящие в состав моющих и чистящих
средств (с указанием, на что конкретно они влияют), представлены в таблице 2
«Влияние веществ, содержащихся в бытовой химии, на организм человека».
Вредные вещества
Анионные ПАВ
Хлор
Формальдегид
Аммиак
Фенол
Фосфаты
Вред (для человека)
Вызывают нарушения иммунитета, аллергию, поражение мозга, печени, почек,
легких, разрушают живые клетки. Кроме того, ПАВы, полученные из
нефтехимических источников, часто очень токсичны, и в водной среде почти не
разлагаются.
В малых концентрациях - раздражающе действует на дыхательные пути, сушит
кожу, разрушает структуру волос, раздражает слизистую оболочку глаз. Может
стать причиной болезни сердца, атеросклероза, анемии, повышенного давления.
В больших концентрациях: при попадании в легкие вызывает ожог легочной
ткани, удушье
Обладает токсичностью, негативно воздействует на генетический материал,
дыхательные пути, глаза, кожные покровы. Оказывает сильное действие на
центральную нервную систему.
Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания,
а также кожные покровы, вызывают обильное слезотечение, боль в глазах,
приступы кашля, покраснение и зуд кожи. Могут даже вызвать химический
ожог конъюнктивы и роговицы, потерю зрения. На него с хлором приходится
больше половины случаев отравления бытовой химией
Фенол ядовит. Вызывает нарушение функций нервной системы. Раздражают
слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, кожу. Даже при воздействии
минимальных доз фенола наблюдается чихание, кашель, головная боль,
головокружение, бледность, тошнота, упадок сил.
Фосфаты, попадающие в окружающую среду, приводят к бурному разрастанию
4
растений в водоемах. А в Германии, Нидерландах и в некоторых других странах
фосфаты в порошках не применяются. В странах ЕС обсуждается запрет на
использование фосфатов с 2011 года. Фосфаты в больших количествах также
вредны для человека.
О воздействии бытовой химии на окружающую среду.
Вышеперечисленные реагенты, попадая в сточные воды, обезвреживаются на
очистных станциях лишь частично – в основном нейтрализуется содержание
щелочей и кислот. Остальные реагенты, попадая в природную воду, изменяют рН
среды, нарушают экологическое равновесие, отравляют и вызывают мутации живых
организмов, обитающих в воде, накапливаются в Мировом океане, приводя к смене
химического состава природной воды, и, следовательно, к изменению видового
состава и вымиранию живых организмов. Перемещаясь по пищевым цепям от
организма к организму, аллергены и канцерогены попадают в организм человека.
Вывод: таким образом, многие вещества, входящие в состав бытовой химии, очень
вредны для человека и окружающей среды, даже в небольших количествах. Видимо,
безопасной бытовой химии не бывает.
2. Экспериментальная часть
2.1. Планирование исследования.
Цель исследования: Изучить, какой бытовой химией в основном пользуются семьи
старшеклассников, выделить наиболее часто используемые моющие средства,
определить их среду с помощью индикаторов, и измерить изменения показателей рН
в процессе мытья посуды и стирки.
Задачи исследования:
1. Провести опрос «Какой бытовой химией пользуются в вашей семье?»
2. Провести эксперименты по определению рН моющих средств с помощью
индикатора-лакмуса.
3. Научиться работать с рН-метром и с его помощью точно измерить рН наиболее
часто используемых моющих средств, а также с помощью рН-метра проследить
изменение рН в процессе мытья посуды и стирки.
4. Проанализировать полученные результаты и предложить альтернативу бытовой
химии.
База исследования:
96 учащихся 8-10-х классов «Лицея №6» г. Миасса, химическая лаборатория «Лицея
№6».
5
2.2. Опрос по теме «Какой бытовой химией пользуются в вашей семье?».
Содержание опросника.
1. Пользуетесь ли Вы бытовой химией?
2. Какой бытовой химией Вы пользуетесь в каждой из категорий?
(Если да, то просьба указать название)
•
Средство для мытья
•
Стиральное средство
•
Для зеркал и стекла
•
Чистящее средство для раковин, ванн, плиты
•
Освежитель воздуха
3. Что Вы думаете об опасности бытовой химии?
4. Используете ли Вы «народные» средства для мытья посуды и уборки квартиры?
(Если да, то какие)
Анализ результатов опроса
По результатам опроса «Какой бытовой химией пользуются в вашей семье?» нами
установлено, что 100% опрошенных пользуются синтетическим средством для
мытья посуды, стиральный порошок используют 90%, средство для мытья зеркал
используют 76% опрошенных, порошком для раковин, ванн и пола пользуются 84%,
и освежитель воздуха имеет популярность у 80% семей среди 8-10 классов.
Результаты представлены в диаграмме 1. Об опасности бытовой химии имеют
представление 95 % опрошенных, но безопасные народные средства применяют
только в 5% семей.
2.3.Эксперимент по определению рН моющих средств
с помощью индикатора (лакмуса).
Лакмусовая бумага и другие индикаторы – наиболее доступное, дешевое и быстрое
средство для определения рН среды. С помощью лакмусовой бумаги мы определили
рН моющих средств, которые наиболее популярны по результатам опроса.
Результат эксперимента
Все моющие средства имеют щелочную среду, так как в щелочной среде
расщепляются жиры.
2.4. Работа с рН-метром.
В ходе предыдущего эксперимента мы поняли, что применения индикаторов
(лакмуса, например) недостаточно для точного определения рН среды и выявления
наиболее безопасного средства. Поэтому следующим этапом была работа с рН-
6
метром. Мы научились работать со школьной лабораторией «Архимед», разобрались
с устройством рН-метра, научились определять рН различных растворов. Также
научились работать с датчиком температуры.
Результат эксперимента
Навыки работы с рН-метром помогли нам продолжить дальнейшие исследования и
подготовили нас к будущим научным работам в этой области.
2.5. Точное измерение рН наиболее часто используемых средств в быту.
Для оптимального выбора моющих средств мы должны были определить точное рН
шести
моющих средств,
наиболее часто используемых в быту по результатам
опроса («Ariel», «Tide», «Миф», «Fairy», «AOS», «Amway»).
Результат эксперимента
В ходе эксперимента мы выявили наиболее безопасные для здоровья человека
моющие средства со сравнительно низким рН. Ими оказались: cредство для мытья
посуды «Amway» (рН= 7,5) и стиральный порошок «Миф» (рН=11,26).
2.6. Изменение рН в процессе мытья посуды.
Конечно, средства для мытья посуды не предназначены для того, чтобы их пить. Но,
чтобы они не попадали в организм человека, они должны хорошо смываться с
тарелок и ложек. Как же обстоит дело на самом деле?
Нашей целью было определить, насколько хорошо смываются с посуды
поверхностно-активные вещества, которые содержатся в наиболее популярных
моющих средствах: «Fairy», «AOS», «Amway».
Ход опыта
•
Измерили рН каждого средства в чистом виде.
•
Моющее средство наносили на лабораторный стакан, смывали под
струёй воды температуры +15*С
•
Измеряли рН на каждом из промежутков времени с помощью
рН-метра.
Результаты измерений представлены в таблице 3.
7
Моющее
Вода из 2 сек
средство
под
5 сек
10 сек
30 сек
60 сек
(минута)
в чистом крана
виде
pH
8.5
7.7
8.63
8.37
8.27
8.22
8.15
7.9
7.7
8.12
7.85
7.69
7.64
7.61
7.5
7.7
8.19
7.92
7.71
7.60
7.53
«Fairy»
pH
«AOS»
pH
«Amway»
Вывод: моющее средство «Fairy» не смывается даже через 1 минуту. Вряд ли кто-то
промывает каждую тарелку дольше. А значит, вредные вещества ежедневно
попадают в организм человека и накапливаются там.
рН моющих средств «AOS», «Amway» через 10 секунд сравнялся с рН
водопроводной воды, что свидельствует о том, что средство полностью смылось
водой.
2.7.Эксперимент со смывами стиральных порошков.
Далее мы решили проверить, насколько хорошо смываются стиральные порошки, т.
к. они тоже содержат вредные для человека вещества. По результатам опроса,
наиболее распространены стиральные порошки торговых марок «Tide», «Миф»,
«Ariel».
Ход опыта
•
Определили рН каждого порошка в чистом виде (с небольшим количеством
воды, 1:5)
•
Кусок хлопчатобумажной ткани помещали в раствор стирального порошка и
промывали под непрерывнной струей воды в течение одной минуты, температура
воды определяли с помощью датчика температуры (мы решили, что число
полосканий пропорционально времени промывания под струей воды)
•
Измеряли рН с помощью рН-метра через 15, 30, 60 секунд
Итоги в таблицах 4 и 5.
8
Таблица 4(t воды =30оС)
Концентриров
Вода
из-
15 сек
30 сек
анный раствор под крана
60 сек
(минута)
стирального
средства
pH
11.61
8.1
10.77
10.27
9.31
11.26
8.1
10.93
10.05
9.11
10.92
8.1
10.86
10.39
9.67
15 сек
30 сек
60 сек
«Tide»
pH
«Миф»
pH
«Ariel»
Таблица 5(t воды =45оС)
Концентриров
Вода
из-
анный раствор под крана
(минута)
стирального
средства
pH
11.61
8.9
10.78
9.83
9.12
11.26
8.9
10.46
9.42
9.01
10.92
8.9
10.21
9.72
9.31
«Tide»
pH
«Миф»
pH
«Ariel»
Вывод: По результатам измерений видно, что быстрее вымывается водой «Миф»
2.8.Проверка эффективности моющих средств.
Моющие средства прежде всего растворяют, расщепляют вследствие щелочной
среды жировые загрязнения, которые адсорбируют другие виды загрязнений.
Проверить эффективность моющего средства очень легко – после промывания
грязной посуды на оставшиеся жирные пятна легко «садится» угольный порошок.
9
Ход опыта 1.
На посуду наносим слой животного или растительного жира, заливаем раствором
моющего средства, закрываем крышку, взбалтываем в течение 5 минут, опорожняем
посуду, высушиваем посуду, наносим распылителем тонкий слой угольного
порошка, выявляем оставшиеся жировые пятна. Сравниваем эффективность моющих
средств визуально.
Ход опыта 2.
В делительные воронки помещаем равные объемы подсолнечного масла, равные
объемы воды, равные объемы концентрированных растворов моющих средств в
отношении 1:1:1. Встряхиваем делительные воронки в течение 5 мин, сравниваем
объемы масла, которое не растворилось в моющем средстве.
Вывод: наиболее эффективны, к сожалению, моющие средства с более высоким рН,
с экологической точки зрения более опасные для окружающей среды и здоровья
человека.
Общие выводы по результатам экспериментов.
Различные вещества (в том числе вредные) входящие в состав средств для мытья
посуды и стиральных порошков, не всегда смываются полностью даже после
длительного и многократного смывания или полоскания – и в результате попадают в
организм или на кожу человека, и всегда со сточными водами – в окружающую
среду.
По результатам исследований мы выявили, что наиболее безопасны по выбранным
параметрам (начальное рН, быстрота смывания водой) моющие средства:
-средство для мытья посуды «Amway», «AOS»
-стиральное средство «Миф» (это не реклама!).
Наиболее эффективны, к сожалению, моющие средства с более высоким рН, с
экологической точки зрения более опасные для окружающей среды и здоровья
человека.
10
Общие выводы.
Бытовая химия практически всегда опасна для здоровья.
Многие вредные вещества, содержащиеся в бытовой химии, невозможно удалить
(смыть) водой полностью.
Уборка квартиры с бытовой химией загрязняет воздух помещения ПАВами,
летучими парами аммиака и хлора.
Следует с осторожностью относиться к бытовой химии, соблюдать правила ее
хранения, при ее применении – использовать средства индивидуальной защиты
(перчатки, очки, респираторы).
2.9.Рекомендации.
1. При покупке бытовой химии пользоваться научными рекомендациями.
2.Нужно изучать состав бытовой химии. Лучше не покупать средства, содержащие
анионные ПАВ (можно брать те, где используются катионные или неионогенные
ПАВ). Формальдегид,
хлор, крезол,
аммоний, фенол,
диазинон, фосфаты,
изопропиловый спирт – вредны для здоровья человека и загрязняют окружающую
среду.
3.Строго соблюдать правила:
Хранить бытовую химию недосягаемо для детей
Плотно закрывать крышки от ёмкостей с бытовой химией
Во время использования бытовой химии применять маски, перчатки
Реже открывать место, где находится бытовая химия
После уборки в квартире устраивать длительное проветривание.
Альтернативы бытовой химии.
Существует довольно много средств, которые можно использовать вместо бытовой
химии. Так, например, соду можно использовать для очищения ванн, хозяйственное
мыло для мытья посуды, а уксус для чистки хрусталя, зеркал, есть ещё старый
способ очистки белья: кипячение.
Однако следует признать,
такие средства значительно уступают в своих
характеристиках аналогичным химическим.
11
3.Заключение
Изучив научную литературу, мы узнали, какие вещества, входящие в состав моющих
и чистящих средств, при непосредственном контакте с человеком могут нанести
вред
здоровью,
каково
их
воздействие
на
организм
человека,
выявили
экспериментально, какие моющие средства наиболее безопасны при их регулярном
использовании.
Мы провели опрос среди учащихся 8-10 классов по использованию бытовой химии в
их жизни и выявили шесть наиболее популярных средств.
Определили кислотность (щелочность) популярных моющих средств с помощью
индикаторов.
Научились работать с рН-метром и с его помощью точно определили рН среды
моющих средств.
Определили экспериментально, насколько хорошо смываются водой наиболее
распространенные моющие средства.
Выявили сравнительно безопасные моющие средства для здоворья человека.
Мы нашли материалы, предлагающие альтернативы бытовой химии, и предложили
методы минимизирования вреда бытовой химии.
12
4.Список литературы
1. Энциклопедия для детей. Т. 17. Химия / Глав. ред. В.А. Володин. - М. : Аванта+,
2004. - 640 с. : ил. - (В пер.) 277-95.
2. Волощенко О.И., И.В. Мудрый ПАВ в окружающей среде и здоровье человека.
// Санитария и гигиена 1988. - № 11 - С. 18-21.
3. Природа и источники химического загрязнения воздуха помещений.
Крамп. – М., 2004.
Дерик
4. Карюхина B.C., Кудрявцева М.И., Назаров В.И. и соавт. Смываемость некоторых
ПАВ при обработке ими столовой посуды. // М, Гигиена и санитария.
5. Научная библиотека диссертаций и авторефератов
disserCat http://www.dissercat.com/content/gigienicheskie-obosnovanieprognoziruyushchei-sposobnosti-alternativnogo-metoda-pri-otsenke-#ixzz2N2PCUf2n
6. Нормативы загрязнения атмосферного воздуха http://www.mosecom.ru/air/airnormativ/
13
5.Приложение
Диаграмма 1
Освежитель
воздуха
80%
20%
84%
Для раковин
16%
Стиральное
средство
10%
90%
Для мытья
посуды
Используют
Не используют
24%
76%
Для зеркал
0%
100%
Диаграмма по опросам учащихся
«Популярность моющих средств для мытья посуды»
26%
44%
Fairy
AOS
Amway
2%
Sorty
12%
Другое
16%
14
Динамика рН средств для мытья посуды на разных промежутках времени.
Динамика рН стиральных средств при различных температурах
15
16