Учебный центр «Крисмас+»

ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕННОСТИ СЛИВНЫХ ВОД ФОСФАТАМИ ВСЛЕДСТВИЕ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СМС

Автор: Бендюкевич Ксения, 10 кл.

МАОУ «Гимназия №37 с этно-культурным русским компонентом» Авиастроительного района, г. Казань

Руководитель: Бухарова А.В.

Чем выше продвигается человек по лестнице цивилизации, тем больше у него потребностей. Возглавляет список нашей ежедневной необходимости бытовая химия, к которой относят различные моющие, чистящие средства. Не стоит забывать и о том, что всё имеет обратную сторону: в борьбе за чистоту мы можем нанести непоправимый вред, как окружающей природе, так и своему здоровью. Пример этому — стиральные порошки. В состав современных стиральных порошков входят более 20 компонентов, которые зачастую являются опасными химическими соединениями.

Цель работы: выявить наиболее безопасный порошок для быто-вого использования и для окружающей среды.

Задачи:

1. Ознакомиться с историей синтетических моющих средств.

2. Рассмотреть состав моющих средств, экологическую и биологи-ческую роль.

3. Оценить загрязненность сливных вод: уровень кислотности, со-держание фосфатов.

4. Получить навыки работы на современном оборудовании и оценка возможностей применения этих приборов.

5. Сформулировать выводы и рекомендации на основании полу-ченных результатов.

Методы исследования. Оценка загрязненности сливных вод производилась по двум параметрам: кислотность (рН) и содержание фосфат - ионов. Определение осуществлялось на оборудовании Vernier Software & Technology, с помощью датчиков рН, электропроводности (кондуктометрическое титрование) и спектрофотокалориметра (фотокалориметрия).

Объекты исследования. Древесная (березовая) зола. Стиральные порошки: LOSK, Ariel, Миф, BiMax, Лотос М, Tide, Amway, Ласка, Vanish, ORO, Ушастый нянь, Аистенок. Кондиционеры для белья: Е, Lenor.

Кто из нас не помнит с детства знакомую сакраментальную фразу: «Чистота-залог здоровья»? Кажется, все правильно. Однако, вот парадокс – чем больше мы боремся за эту чистоту, тем слабее наш иммунитет и хуже состояние здоровья.

Данная работа является актуальной в связи с ростом ответствен-ного отношения к окружающей среде и заботой о здоровье своего ор-ганизма и будущих поколений.

Состав выпускаемых стиральных порошков в России регламен-тируется ГОСТ 25644-96 СРЕДСТВА МОЮЩИЕ СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПОРОШКООБРАЗНЫЕ. По показателям безопасности применения порошки должны соответствовать основным требованиям:

-показатель концентрации водородных ионов, единиц рН – 7,5-11,5

-массовая доля фосфорнокислых солей (в пересчете на P2O5) не более 22%

Многие стиральные порошки плохо растворяются в воде и плохо выполаскиваются при стирке. Это приводит к поступлению поверх-ностно-активных веществ и фосфатов через кожу.

В чем же вред для организма? Наличие фосфатных добавок в по-рошках приводит к значительному усилению токсических свойств анионных поверхностно активных веществ (а-ПАВ). Эти добавки резко снижают барьерную функцию кожи.

Сами фосфаты непосредственно являются угрозой для окружаю-щей среды, способствуя эвторификации. Стирая белье, отработанную мыльную воду мы сливаем в общую канализацию. Очистка сточных вод от фосфатов является трудноосуществимой, и вместе со сточными водами фосфаты попадают в реки и озера.

Учитывая дозировку, указанную на этикетках, мы приготовили  растворы – 0,5 г твердого и 1г жидкого СМС в 100 мл водопроводной воды.

Определение pH. Щелочные компоненты способствуют повы-шению уровня pH в моющем растворе, усиливая эффективность уда-ления жирового загрязнения (за счет его омыления). В воде, не со-держащей загрязнителей, рН должен составлять около 7. Изменение рН воды за пределами 5,5–7,0, как в кислую, так и в щелочную об-ласть, обычно нарушает экосистему водоема и приводит к исчезнове-нию микроорганизмов, а затем и вымиранию рыб, земноводных, ряда видов ракообразных и моллюсков. По полученным нами данным (рис.1) ближе к нормальным показателям рН имеют: Ласка-бальзам, ORO, Ласка магия черного, Vanish отбеливающее средство, Ласка ма-гия белого, кондиционер для белья «Е». 

Фотокалориметрический метод определения фосфатов. Кало-риметрический способ определения фосфатов основан на частичном восстановлении Mo6+ фосфорномолибденовой гетерополикислоты до низших степеней окисления, в результате чего образуется «молибде-новая синь», интенсивность окраски которой пропорциональна со-держанию фосфорной кислоты в растворе. Мы приготовили серию растворов окрашенного вещества разной концентрации. Произвели калибровку прибора, сняли показания спектра и зафиксировали длину волны, на которой будут производиться измерения – 742,7 нм. Ре-зультаты фотокалориметрического определения на рис.2.

Кондуктометрическое титрование. Кондуктометрическое тит-рование основано на изменении электропроводности раствора при химических реакциях, связанном с изменением концентрации ионов различной подвижности. Титрование осуществлялось раствором хло-рида бария с образованием нерастворимого гидрофосфата:

Заключение и выводы.

1.Стиральные порошки появились сравнительно недавно и при-обрели мгновенную популярность. В России пионером производства стиральных порошков стал Государственный мыловаренный, свечной и химический завод № 1 имени Мулла-Нур Вахитова, в настоящем — КХК им. Вахитова - ОАО «Нэфис Косметикс» (Казань).

2.Попадая со сточными водами в водоемы, фосфаты "удобряют" воду. Водоросли в водоемах начинают расти с невероятной скоростью. Это приводит к грубым нарушениям экосистем водоемов, ухудшению кислородного обмена в гидросфере, гибели животных и загрязнению питьевой воды. Всего 1 грамм триполифосфата натрия (Na5P3O10) стимулирует образование 5-10 кг водорослей.

3.Результаты измерений показали, что практически все исследуе-мые СМС содержат фосфаты – от 1 до 49%, результаты фотокалори-метрического и кондуктометрического методов показали незначи-тельные расхождения. Показатели кислотности во всех случаях ока-зались в пределах ГОСТ.

4.В ходе нашей работы мы воспользовались литературой и ис-точниками интернета в поиске необходимой нам информации. Мы научились пользоваться современным оборудованием и программным обеспечением к нему.

5.На основании полученных данных с точки зрения безопасности для человека и окружающей среды подходящими можно считать жидкие моющие средства «Ласка» Henkel. Использование кондицио-неров при стирке оправдано. Тревогу вызывают детские порошки. Содержание в них фосфатов не просто превышает указанную дози-ровку в составе, но и превышает ГОСТ. Растворы показывают рН в пределах 9,3-9,4. Постиранное ими детское белье надо тщательно вы-поласкивать. Однако мы не разделяем мнение о том, что СМС должны быть заменены на природные, типа золы или лимонной кислоты. Полученные результаты показали, что древесная зола имеет доста-точно высокое значение рН, и содержание фосфатов в ней не менее 5%, а стирают они не лучше.

Источники информации в литературе и сети Интернет.

1.Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв / Е.В. Аринушкина. – Изд-во Московского ун-та 1961г. – 492 с.

2.ГОСТ 25644-96 СРЕДСТВА МОЮЩИЕ СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПО-РОШКООБРАЗНЫЕ.- ИПК. Издательство стандартов 2003.

3.Д.М. Жилин. ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ С AFSТМ. Химия. Методическое пособие для учителя. Москва, 2011.

4.Д.М. Жилин. УЧЕБНЫЕ ПРОЕКТЫ С AFSTM. Химия. Методическое пособие для учителя. Москва, 2011.

5.Д.М. Жилин. ЛАБОРАТОРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ С AFSTM. Химия. Методическое пособие для учителя. Москва, 2011.

6. Logger Pro. Описание программного обеспечения. Краткое руко-водство пользователя. Производственно-консультационная группа «Развитие образовательных систем», 2011.

7.Матвеева Н.А. Естествознание с Vernier. – ПКГ «Развитие образо-вательных систем», Москва, 2012.

8.Суранов А.Я. Исследование окружающей среды с Vernier и Lego “MINDSTORMS” NXT – ПКГ «Развитие образовательных систем». Москва, 2012.

9.Суранов А.Я. Химия с Vernier. – ПКГ «Развитие образовательных систем», Москва, 2012.

10.www.vernier.com

11.www.ros-group.ru

12.anchem.ru

13.allgost.info

См. также

Учебное оборудование производства ЗАО «Крисмас+» для исследования водоемов и воды

Путеводитель по выбору оборудования для учебно-исследовательских работ

Этот материал опубликован в Сборнике тезисов участников IX Международного конкурса «Инструментальные исследования окружающей среды»