Die Auswirkungen von Seife auf die Umwelt. Der Einfluss synthetischer Waschmittel auf die Umwelt und lebende Organismen. I. Literaturübersicht

Detergenzien (MW) bilden die Grundlage aller SMS und bestimmen deren Eigenschaften; Dies sind mizellbildende Tenside, dank denen die Lösungen eine Reinigungswirkung haben. MW werden in zwei Klassen eingeteilt: ionische Substanzen, die in Wasser in Ionen dissoziieren, und nichtionische Substanzen, die keiner elektrolytischen Dissoziation unterliegen.

Ionische MW werden als anionisch bezeichnet, wenn die oberflächenaktiven Ionen eine negative Ladung tragen. Kationisch, wenn die oberflächenaktiven Ionen positiv geladen sind, und amphoter oder ampholytisch, wenn die oberflächenaktiven Ionen im alkalischen Milieu negativ und im sauren Milieu positiv geladen sind. Anionenaktive MWs werden am häufigsten verwendet. Auf ihrer Basis werden alle Fettseifen und die meisten SMS gewonnen. Zur Herstellung handelsüblicher Fettseifen werden hauptsächlich Natrium- oder Kaliumsalze höherer Fettsäuren aus pflanzlichen Ölen und tierischen Fetten verwendet.

Die wichtigsten Vertreter synthetischer anionischer MW sind Salze von Sulfonsäuren und sauren Sulfonsäureestern (Alkylsulfonate, Alkylarylsulfonate, Alkylsulfate) und sulfonierte Fette, Öle und Fettsäuren. Andere anionische MWs werden in relativ kleinen Mengen produziert. Nichtionische MV, die Bestandteil einiger SMS sind, nehmen in Bezug auf die industrielle Produktion den 2. Platz nach anionischen ein. Die meisten nichtionischen Substanzen sind Polyoxyethylen (Polyglykol)-Ester verschiedener organischer Säuren,

Alkohole, Alkylphenole und Alkylnaphthole, Polyoxyethylenderivate von aliphatischen Aminen und Amiden, Mercaptane usw. Kationische und amphotere Substanzen machen nur wenige % der Gesamtmenge der MW-Produktion aus und sind von begrenzter wirtschaftlicher Bedeutung.

Von den kationischen Substanzen sind die wichtigsten Salze von quartären Ammonium- und Pyridiniumbasen, die eine bakterizide Wirkung haben. Moleküle amphoterer Substanzen enthalten sowohl basische (normalerweise Aminogruppen) als auch saure (Carboxyl-, Sulfon- oder Sulfoether-) Gruppen.

SMS enthalten notwendigerweise eine Reihe von Hilfsstoffen, die ihre Waschfähigkeit verbessern. Die Waschmittelzusammensetzungen zum Waschen umfassen alkalische Salze schwacher anorganischer Säuren (Natriumcarbonat und -bicarbonat, Natriumsilikate, Phosphate).

Im Zusammenhang mit der fortschreitenden Umweltverschmutzung durch Industrie- und Haushaltsabfälle wird besonderes Augenmerk auf die Entwicklung neuer Formulierungen synthetischer M. s. sind auf die Auswahl biologisch „weicher“, d.h. unter natürlichen Bedingungen leicht von Bakterien zersetzt werden. Zubereitungen auf der Basis solcher Substanzen (z. B. Derivate von aliphatischen Säuren und Alkoholen mit linearer Struktur) ersetzen nach und nach die Verwendung von M. s., die biologisch "harte" - nicht abbaubare - Komponenten enthalten (z. B. Derivate von alkylaromatischen Verbindungen einer verzweigten Struktur).

SMS, einsteigen Umgebung(Reservoire), ändern Sie es Säure-Basen-Gleichgewicht. Wasserorganismen sind an einen bestimmten pH-Wert angepasst. Wenn der pH-Wert auf 4,5 - 5,0 fällt, kann eine beträchtliche Anzahl von Wasserorganismen, die die Grundlage der Nahrungskette bilden, verschwinden. Dies wiederum betrifft Vögel, Fische, Reptilien und Säugetiere, denen die toten Arten als Nahrungsquelle dienen. Oberhalb von pH 9,0 wird das Wasser auch für die meisten Wasserorganismen ungeeignet. Fischeier und Fischbrut reagieren besonders empfindlich auf Änderungen des Säuregehalts.

Eine Absenkung des pH-Wertes kann auch den Übergang von in Bodensedimenten enthaltenen Metallionen ins Wasser erleichtern, die sich unter normalen Bedingungen mit Suspensionspartikeln am Boden ablagern und in der Mächtigkeit von Bodensedimenten vergraben werden.

In letzter Zeit werden vermehrt Phosphate in Proben natürlicher Wässer nachgewiesen. Der Täter ist ein Mensch. Wir verwenden phosphathaltige Waschpulver, die zugesetzt werden, um die Härte des Waschwassers zu reduzieren. Und in unserem Land gibt es noch keine Technologie, die es ermöglicht, Abwasser im erforderlichen Umfang von Phosphaten zu reinigen. Unbehandelte Abwässer münden nach Kläranlagen in Flüsse.

Eines der dringendsten Probleme ist heute der Schutz der Umwelt vor verschiedenen Verschmutzungen - Produktionsabfällen und menschlichen Abfallprodukten. Die Hauptverschmutzungsquellen stehen in direktem Zusammenhang mit haushaltsnahen Dienstleistungsunternehmen wie Wäschereien, die Reinigungsmittel verwenden, von denen die wichtigsten synthetische Reinigungsmittel (SMC) sind. Die Formulierungen moderner SMS sind komplexe Mischungen verschiedener Substanzen. Hauptsächlich Komponente CMC - organische oberflächenaktive Substanzen (Tenside) mit benetzender, emulgierender, peptisierender und schäumender Wirkung. Die Kombination dieser Eigenschaften bestimmt ihre Reinigungswirkung. Zur Verstärkung der Waschwirkung von Tensiden in der Zusammensetzung aus Synthetik Waschmittel umfasst alkalische und neutrale Elektrolyte, Alkylolamide, Carboxymethylcellulose usw. Nützliche Zusätze sind Bleichmittel (Peroxidsalze, optische Aufheller).

In die Kanalisation eingeleitetes Wäscheabwasser enthält alle Chemische Komponenten, die Teil des SMS sind, sowie Verschmutzung (Schmutzpartikel - Ruß, verschiedene Mineralöl- und Fettverunreinigungen, Fasern gewaschener Produkte, die während des Waschvorgangs von der gereinigten Oberfläche der Kleidung gelangen). Je nach Art und Menge der im SMS enthaltenen Alkalisalze liegt der pH-Wert des Abwassers bei 7-10 Einheiten. So sind Waschabwässer in ihrer Zusammensetzung komplex, haben ein alkalisches Milieu und sind weitgehend mit organischen Substanzen, Tensiden und Schlammpartikeln verunreinigt.

Der Nachteil der meisten CMCs ist ihre schwierige Bioverfügbarkeit (Verdaulichkeit) im Abwasser durch Mikroorganismen, da sie für diese Gifte sind. Daher werden Gewässer (Flüsse, Seen) durch Abwässer mit synthetischen Reinigungsmitteln stark belastet. Das Eindringen von Tensiden in Gewässer beeinträchtigt die organoleptischen (Farbe, Geruch, Geschmack) und bakteriologischen Indikatoren des Wassers. Dies geschieht nicht nur aufgrund der Eigenschaften der angegebenen Stoffe, sondern vor allem durch die Stabilisierung anderer Verbindungen in Wasser, die durch die Solubilisierungs- und Emulgierfähigkeit von Tensiden möglich ist. Daher ist es nicht akzeptabel, Abwasser aus Wäschereien ohne vorherige Behandlung in Gewässer zu leiten.

Die zur Reinigung des Abwassers von umweltschädlichen Verunreinigungen verwendete Ausrüstung, deren Funktionsprinzip auf traditionellen Methoden der mechanischen und physikalisch-chemischen Behandlung basiert, erweist sich aus verschiedenen Gründen oft als unzureichend effektiv. Daher die Entwicklung und Umsetzung von hocheffizienten Geräten, sowie technologische Methoden, das Abwasser auf die geforderten Parameter zu reinigen, ist eine vordringliche Aufgabe in der Wasseraufbereitungstechnik. Derzeit die rationellste und ausreichend effektive Wege Die Reinigung kann als Kombination aus elektrochemischen und sorptionstechnischen Prozessen bezeichnet werden.

SMS, die in die Umwelt (Reservoire) gelangen, verändern ihr Säure-Basen-Gleichgewicht. Wasserorganismen sind an einen bestimmten pH-Wert angepasst. Wenn der pH-Wert auf 4,5 - 5,0 fällt, kann eine beträchtliche Anzahl von Wasserorganismen, die die Grundlage der Nahrungskette bilden, verschwinden. Dies wiederum betrifft Vögel, Fische, Reptilien und Säugetiere, denen die toten Arten als Nahrungsquelle dienen. Oberhalb von pH 9,0 wird das Wasser auch für die meisten Wasserorganismen ungeeignet. Fischeier und Fischbrut reagieren besonders empfindlich auf Änderungen des Säuregehalts.

Eine Absenkung des pH-Wertes kann auch den Übergang von in Bodensedimenten enthaltenen Metallionen ins Wasser erleichtern, die sich unter normalen Bedingungen mit Suspensionspartikeln am Boden ablagern und in der Mächtigkeit von Bodensedimenten vergraben werden.

In letzter Zeit werden vermehrt Phosphate in Proben natürlicher Wässer nachgewiesen. Der Täter ist ein Mensch. Wir verwenden phosphathaltige Waschpulver, die zugesetzt werden, um die Härte des Waschwassers zu reduzieren. Und in unserem Land gibt es noch keine Technologie, die es ermöglicht, Abwasser im erforderlichen Umfang von Phosphaten zu reinigen. Unbehandelte Abwässer münden nach Kläranlagen in Flüsse.

Für die Umwelt"

Eines der dringendsten Probleme ist heute der Schutz der Umwelt vor verschiedenen Verschmutzungen - Produktionsabfällen und menschlichen Abfallprodukten. Die Hauptverschmutzungsquellen stehen in direktem Zusammenhang mit haushaltsnahen Dienstleistungsunternehmen, die in Waschmitteln enthaltene synthetische Waschmittelverbindungen in Gewässer einleiten. . Nicht nur Industrieunternehmen schädigen Flüsse, indem sie giftige Substanzen hineinwerfen. Auch Menschen belasten Gewässer mit synthetischen Waschmitteln, wenn sie beispielsweise ihr Auto mit Autoshampoo im Fluss waschen, Wäsche waschen oder Geschirr spülen. Indem wir auch nur eine kleine Menge Pulver oder Geschirrspülmittel in das Wasser gießen, zerstören wir viele Mikroorganismen, Algen und Wirbellose. Tenside können sich im Körper anreichern und irreversible pathologische Veränderungen hervorrufen.

Relevanz des Problems: Die Wahl meines Forschungsthemas war der Tatsache geschuldet, dass die Nutzung von SMS und deren Freisetzung in natürliche Gewässer jedes Jahr zunimmt. Ich wollte sehen, wie sich synthetische Reinigungsmittel auf Wasserpflanzen und Testpflanzen auswirken.
Darauf aufbauend ist das Ziel dieser Arbeit: Die Wirkung von synthetischen Detergenzien auf Pflanzen und lebende Organismen zu untersuchen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden folgende Aufgaben gestellt:

1. Studieren Sie die Literatur zu diesem Thema.

2. Studieren Sie die Forschungsmethodik.

3. Untersuchen Sie experimentell die Wirkung von synthetischen Waschmitteln auf Pflanzen und lebende Organismen.

4. Ziehen Sie eine Schlussfolgerung.

Ausrüstung: SMS-Waschpulver-Mythos, Autoshampoo, Spülmittel, Petrischale, Mikroskop, Objektträger.

Forschungsobjekte: Elodea canadensis, Brunnenkresse, Einzeller.

Experiment 1. Einfluss von SMS auf Wasserpflanzen. Ich habe meine Forschung im Herbst 2014 nach den Methoden durchgeführt. Die Auswahl der Wasserpflanzen wurde im Fluss Ashkadar durchgeführt. Einzeller wurden in einer Heulösung gezüchtet 1. Wir nahmen ein synthetisches Waschmittel und stellten daraus eine wässrige Lösung im Verhältnis von 100 g her. Wasser 30 gr. Pulverförmiges oder flüssiges Mittel 2. Legen Sie Elodea-Zweige in ein Glas Flusswasser und SMS-Lösung. Alle drei Tage fügten wir einen Tropfen der zubereiteten Lösung hinzu. 3. Nach 10 Tagen haben wir die Elodea-Zweige herausgenommen und verglichen: Die Unterschiede waren mit bloßem Auge zu sehen, die Farbe der Pflanzen veränderte sich und nahm eine graugrüne Farbe an. Der Versuch wurde in drei Wiederholungen durchgeführt. 4. Als nächstes bereiteten wir eine Mikropräparation vor: ein Elodea-Blatt aus einem Gefäß mit sauberes Wasser und SMS-Lösung.

5. Wir haben Mikropräparate nacheinander unter dem Mikroskop untersucht und den Zustand der Pflanzenzellen verglichen.

Ergebnisse.

Kontrolle		Ohne Veränderung	Ohne Veränderung	Ohne Veränderung
Waschmittel (Handwäsche)	Die Blätter sind grün, das Wasser ist nicht trüb	Das Wasser wird grünlich, die Blätter verlieren ihren Glanz	Das Wasser ist trüb, die Blätter verfärben sich braun, auf der Wasseroberfläche bildet sich ein Film	Blätter sind komplett verfärbt.
Geschirrspülmittel	Die Blätter sind grün, das Wasser ist nicht trüb	Blätter verlieren ihre Leuchtkraft	Das Wasser ist trüb, die Blätter sind braun	Trübes Wasser, matte Blätter
Autoshampoo	Blätter sind grün Wasser ist nicht trüb	Ohne Veränderung	Das Wasser wird grau	Blätter verblassen etwas

Nachdem ich das Experiment durchgeführt hatte, fand ich heraus, dass sich dies am meisten nachteilig auswirkt Wasserpflanzen macht Waschpulver. Schon eine kleine Menge dieser SMS tötet Chloroplasten in Pflanzen ab. Bei der Untersuchung der Blätter unter dem Mikroskop fanden wir keine Chloroplasten darin, Spülmittel zerstört Blattzellen und Pflanzenstängel. Autoshampoo-Blätter verfärben sich und Chlorophylle sterben ab. Daher wirken sich SMS negativ auf Pflanzen aus zelluläre Ebene, zerstören Pflanzenzellwände und verursachen Veränderungen im Zytoplasma.

Experiment Nr. 2. Wirkung von SMS auf den Pflanzentest. Die Studien wurden nach den Methoden durchgeführt, die im "Workshop on Ecology and Environmental Protection", 2003, sowie im Lehrbuch für Universitäten "Environmental Monitoring", herausgegeben 2005, vorgeschlagen wurden. Brunnenkressesamen sind sehr empfindliche Indikatoren für toxische Substanzen. 10 Tage lang wurde nach der Methode mit SMS-Lösungen gewässert und alle Beobachtungen in eine Tabelle eingetragen. Bewässerungskontrolle mit destilliertem Wasser. Ich habe das Experiment zehn Tage lang durchgeführt, die Ergebnisse wurden in die Tabelle eingetragen.

Aus den Daten in Tabelle 1 ist ersichtlich, dass: am günstigsten für das Wachstum und die Entwicklung von Sämlingen von Testpflanzen das Substrat c ist. Geschirrspülmittel „Fee“ und Autoshampoo, da in diesen Proben 50 % der Salatsamen keimten und Waschpulver „Mythos“ erwiesen sich als ungünstiges Substrat, da in diesen Proben weniger als 50 % der Salatsamen keimten. Basierend auf den Ergebnissen der Studie kann geschlussfolgert werden, dass CMC die Keimung von Brunnenkressesamen beeinflusst.

Erlebnis Nummer 3.Untersuchung der Wirkung von SMS auf die Bewohner von Gewässern. Diese Arbeit wurde an Protozoen durchgeführt – Einzeller, die bequem unter dem Mikroskop beobachtet werden können und wichtig für das Ökosystem sind, da sie das erste Glied in der Nahrungskette sind. 2 Tropfen Flüssigkeit mit Protozoen und ein Tropfen reines Wasser, dem die an der Spitze der Präpariernadel entnommene Mindestmenge an CMC zugesetzt wurde, wurden auf einen Glasobjektträger aufgetragen. Dann wurde ein Tropfen CMC-Lösung mit einer dünnen Brücke (unter Verwendung einer Präpariernadel) mit einem der Tropfen mit Protozoen verbunden. Danach beobachteten wir das Verhalten von Protozoen in diesem und einem anderen (Kontroll-)Tropfen, wobei wir die Art der auftretenden Veränderungen und die Zeit notierten.
Forschungsergebnisse werden in vorgestellt Tab.

Beobachtungen haben gezeigt, dass sich die Vitalaktivität von Mikroorganismen bereits unter dem Einfluss einer geringen Menge SMS erheblich verändert. Die Art der Bewegung des Einfachsten wird anders: Von Translation wird sie zu Rotation (an einer Stelle). Nach einer Weile sterben die Protozoen ab.

Fazit: Während der Studie wurde die Wirkung synthetischer Waschmittellösungen auf Pflanzen und lebende Organismen untersucht. Die Untersuchungsobjekte waren eine Wasserpflanze, Brunnenkresse und einzellige Organismen. Als Ergebnis der Studie wurden die folgenden Ergebnisse erhalten.

Synthetische Reinigungsmittel wurden entwickelt, um Schmutz zu entfernen verschiedene Materialien und Oberflächen. Sie erleichtern Hausfrauen die Arbeit erheblich und sparen Zeit.

SMS wirkt sich auf zellulärer Ebene negativ auf Wasserpflanzen aus, schädigt die Zellwände und verursacht den Zelltod.

Bereits geringe Mengen an CMC beeinträchtigen das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen und führen zum Absterben von Embryonen.

Als Ergebnis des Experiments wurde festgestellt, dass Handwaschmittel eine nachteiligere Wirkung haben. Weniger schädlich sind Spülmittel und Autoshampoo.

Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass synthetische Detergenzien Pflanzen schädigen, Zellen zerstören, die Entwicklung von Pflanzen hemmen und Embryonen in Samen absterben lassen. Daher ist es notwendig, den Fluss von SMS in Gewässer mit Abwasser zu kontrollieren und das Eindringen von Reinigungslösungen in den Boden und direkt in Gewässer zu verhindern.

Literatur.

1., Gushchina über Ökologie: Lernprogramm/ Hrsg. . - M.: AO MDS, 1996.- 192er.

2. Umweltüberwachung in Ashikhmina. Proz. methodisch Zulage / Ed. . – M.: Agar, 2000

3. „Ökologische Werkstatt“: ein Schulungshandbuch mit einem Satz Anleitungskarten. - St. Petersburg. Weihnachten+2003.

Internetseiten: 1.1 http://www. Wolganet. ru/, 2.2 http://www. edc. samara. en

Ziel: Beherrschung von Fähigkeiten in einem Komplex, um Kenntnisse, Fähigkeiten und Fertigkeiten anzuwenden und deren Übertragung auf neue Bedingungen praktischer und wissenschaftlicher Aktivitäten durchzuführen

Aufgaben:

Lehrreich: Content-Mastering Umwelterziehung, dessen Sinn darin besteht, die Naturgesetze der Natur und ihre Korrelation mit den "künstlichen Gesetzen" der Entwicklung der Gesellschaft zu verstehen.

Lehrreich: Entwicklung von Schlüsselkompetenzen von Schülern am Beispiel der Inhalte der Umweltbildung; Entwicklung der Forschungsfähigkeiten der Schüler bei der Beurteilung des Zustands verschiedener Umweltkomponenten.

Lehrreich: Bildung eines Systems von Grundwerten (Leben, Gesundheit, Menschen, Erhaltung der biologischen Vielfalt, kulturelles Erbe usw.), Schaffung von Bedingungen für kreative Selbstverwirklichung und Selbstentwicklung von Schulkindern.

Regulierung: organisiere deine Arbeitsplatz unter Anleitung eines Lehrers; Bestimmen Sie den Plan für die Umsetzung von Aufgaben im Unterricht und bewerten Sie das Ergebnis ihrer Aktivitäten.

Gesprächig: entwickelte Fähigkeiten zu umweltbewusstem Verhalten in der Umwelt, mit anderen Menschen, harmonischem Miteinander und nachhaltiger Entwicklung im System „Natur – Gesellschaft“.

Geplante Ergebnisse

Kognitiv: das Verständnis der Schüler für die Werte des Phänomens des Lebens, den Wert jeder Existenzform des Lebens; Werte der menschlichen Existenz, seine Gesundheit, sozio-kosmische Bedeutung; Bildung von Schlüsselkompetenzen zu Inhalten der Umweltbildung;

Gegenstand: Bildung eines natürlichen menschlichen Verhaltensstils in der Umwelt, basierend auf der Kenntnis der Gesetze der menschlichen Interaktion mit der Umwelt; Entwicklung des ökologischen Denkens - suggeriert die Fähigkeit, Ursache-Wirkungs-Beziehungen herzustellen, Systemanalyse Realität, Modellierung und Prognose der Umweltentwicklung;

Persönlich: Entwicklung des ökologischen Denkens - flexibles probabilistisches Denken, das die Fähigkeit beinhaltet, Ursache-Wirkungs-Beziehungen herzustellen, Systemanalyse der Realität, Modellierung und Vorhersage der Entwicklung der Umwelt; Entwicklung von Forschungskompetenzen zur Bewertung und systematischen Analyse des Zustands der Umwelt.

Metasubjekt: Verbindungen mit solchen Akademische Disziplinen wie Biologie, Chemie, Physik, Erdkunde - werden dazu beitragen hohes Level Besitz von Fähigkeiten in diesem Kurs und die Umsetzung der Aufgaben der berufsvorbereitenden Ausbildung von Schülern.

Unterrichtstyp -- eine Studie, in der das Experiment als Anschauungshilfe dient

Die Form- praxisorientierte Aktivitäten der Studierenden

Methoden:, teilweise suchen, recherchieren, Studenten führen Experimente durch.

Herstellung von Modelllösungen und Proben

Trübung des Wassers. Den Schülern werden Reagenzgläser mit Wasser unterschiedlicher Trübung gegeben. Sie können Wasser unter Zusatz verschiedener Substanzen (Milch, Erde usw.) verwenden. Die Schüler sollen den Umgang mit dem Trübungsmessgerät erlernen und den Trübungsindex anhand der entsprechenden Anleitungskarte bestimmen.

Das Studium des Geruchs. Zur Herstellung von Lösungen werden 250-ml-Erlenmeyer- oder Flachbodenkolben verwendet. Die angesetzten Lösungen werden in nummerierte Reagenzgläser bis zur halben Höhe gefüllt und mit Stopfen verschlossen. Die Reagenzgläser werden in Gestelle gestellt.

Wasser mit temporärer Härte. Kohlendioxid aus dem Kipp-Apparat (oder einem anderen Gerät) wird in ein Glas mit Kalkwasser geleitet, bis ein Niederschlag auftritt, und sich dann auflöst.

Wasser mit konstanter Härte. In einem 250-500-ml-Kolben mit destilliertem oder sauberem abgekochtem Wasser 1,0 g auflösen

Calciumchlorid. Wenn ein Niederschlag zurückbleibt, muss dieser filtriert oder dekantiert werden (die Flüssigkeit aus dem abgesetzten Niederschlag ablassen).

Mit Ölprodukten (Fett) verunreinigtes Wasser. In 0,5 l warm bzw heißes Wasser gießen Sie 1 Teelöffel Pflanzenöl, mischen Sie kräftig. Es wird eine trübe Lösung verwendet, die einen öligen Film aufweisen kann. In ähnlicher Weise können Sie eine Lösung aus einem echten Ölprodukt herstellen, indem Sie gebrauchtes Vergaseröl, Kerosin und andere schwerflüchtige Ölprodukte verwenden.

Mit mechanischen Verunreinigungen verunreinigtes Wasser. 1 Teelöffel zerkleinerte Erde wird in 0,5 Liter Wasser gegeben, Bauschutt, fester atmosphärischer Fallout usw. Die Mischung wird kräftig gerührt. Es wird eine trübe Lösung verwendet, die für das Auge sichtbare Schwebeteilchen enthält.

Wirkung von synthetischen Detergenzien (SMC) auf grüne Wasserpflanzen.

Ziele der Arbeit: Untersuchung der Wirkung synthetischer Reinigungsmittel auf Wasserpflanzen, Vertrautmachen mit der Methode der Wasserreinigung von SMS.

Information. Synthetische Waschmittel (SMC) sind im Gegensatz zu Seife zum Waschen in Wasser jeder Härte geeignet. Daher sind sie bequem zu verwenden, wenn Waschmaschinenfest Unterwäsche. Die Zusammensetzung von SMS variiert, aber fast alle enthalten Tenside, die die Benetzung verbessern, Verunreinigungen entfernen und sie in Lösung halten sollen. Neben Tensiden werden auch verschiedene Zusatzstoffe in die SMS-Zusammensetzung eingebracht - Aromen, Antistatika, Bleichmittel usw.

Nachdem die Waschlösung ausgearbeitet ist, gelangt sie mit dem Abwasser in die städtische Kanalisation, dann in die Kläranlage und manchmal ohne Reinigung direkt in das Erdreich oder den Stausee. Das Eindringen in den Abwasserkanal, der SMS enthält, erschwert die Arbeit der Kläranlagen und verursacht eine reichliche Schaumbildung. SMS reichern sich im Belebtschlamm an und wirken dämpfend auf die Entwicklung von Mikroorganismen. SMS und seine Bestandteile sind schädlich für Fische und andere Wasserorganismen. Besonders stark geschädigt werden planktonische und benthische Organismen, die die Grundlage der Nahrungsketten im Stausee bilden. Plankton stirbt, wenn der Gehalt an Tensiden 1-1,5 mg/l beträgt, Fisch - 3-5 mg/l.

Ausstattung aus dem Bausatz: Glastrichter, Reagenzglashalter, Glasstab, Reagenzgläser - 2 Stk., 50 ml Glas - 2 Stk., Deckglas und Objektgläser, Trockenbrennstofftisch, Reagenzglasständer, Papierfilter.

Ausstattung aus dem Büro: Mikroskop, Spirituslampe.

Reagenzien und Materialien: CMC-Lösung, Kalium- oder Natriumchlorid, pH-Test (Indikatorpapier), reines Wasser, Zweige von Elodea.

A. Wirkung von CMC auf grüne Wasserpflanzen

1. Legen Sie einen Elodea-Zweig in ein Glas mit sauberem Wasser und ein Glas SMS-Lösung.

2. Beschreiben Sie nach 20 Minuten die Veränderungen in beiden V-Punkten: Farbe, Form, Zustand der Blätter.

3. Bereiten Sie zwei Mikropräparate von Elodea-Blättern vor: aus einem Gefäß mit sauberem Wasser und aus einem Gefäß mit einer SMS-Lösung.

4. Untersuchen Sie die Mikropräparate einzeln unter einem Mikroskop und vergleichen Sie den Zustand der Pflanzenzellen.

Elodea-Blattverfärbung in einem Glas mit SMS-Lösung an einem Tag

Ziehen Sie eine Schlussfolgerung über die Wirkung von SMS auf die Elodea-Anlage.

Notieren Sie die Ergebnisse der Experimente in einem Notizbuch.

Über die Gefahren synthetischer Waschmittel

GefährlichMomente " sauber" Leben

Ressourcen:

Muraviev A.G., Scarecrow N.A., Lavrova V.N.Ökologische Werkstatt: Lehrbuch mit Lehrkartensatz / Ed. Ph.D. AG Murawjew. - St. Petersburg: Krismas +, 2003. - 176 S.: mit Abb.

Präsentationshosting

Waschmittel- Stoffe oder Stoffgemische, die in wässrigen Lösungen zum Reinigen (Waschen) der Oberfläche von Feststoffen von Verunreinigungen verwendet werden.

Zu den Waschmitteln gehören Mehrkomponentenmischungen aus synthetischen waschaktiven (seifenartigen) Stoffen und verschiedenen Hilfskomponenten (Mineralsalze, organische Zusatzstoffe usw.) - die sogenannten synthetischen Waschmittel, alle Arten handelsüblicher Fettseifen, eine Reihe von Produkten natürlichen Ursprungs ( B. Saponine, Galle).

Die Theorie der Waschwirkung, entwickelt von Akademiemitglied P.A. Rebinder betrachtet eine komplexe Reihe verschiedener Prozesse.

Nach dieser Theorie sollten Waschmittel hoch sein Tenside(Tenside), Emulgatoren hydrophiler Natur. Die Oberflächenspannung der Reinigungslösung sollte etwa halb so groß sein wie die von Wasser.

Tenside

Was ist ein PAV?

Tenside sind chemische Verbindungen, die sich an der Kontaktfläche zweier Körper oder zweier thermodynamischer Phasen anlagern können (sog Schnittstelle) und bewirkt eine Abnahme der Oberflächenspannung der diese Phasen bildenden Substanzen.

An der Grenzfläche bilden Tenside eine Schicht erhöhter Konzentration - Adsorptionsschicht.

Tensidstruktur

Genau genommen können sehr viele Substanzen unter geeigneten Bedingungen Oberflächenaktivität zeigen, d. h. unter Einwirkung intermolekularer Kräfte an einer bestimmten Oberfläche adsorbiert werden, wodurch ihre freie Energie verringert wird.

Üblicherweise werden jedoch nur solche Stoffe als oberflächenaktiv bezeichnet, deren Anwesenheit in Lösungen bereits in sehr geringen Konzentrationen (Zehntel- und Hundertstel-%) zu einer starken Abnahme der Oberflächenspannung des Stoffes dieser Lösungen führt.

Solche Substanzen haben in der Regel eine amphiphile Molekülstruktur.

Wort diphil kann mit "zwei liebend" übersetzt werden (von philéo - ich liebe). Oder, um es auf Russisch auszudrücken, Moleküle, die eine Affinität zu Substanzen unterschiedlicher Natur haben, können als amphiphil bezeichnet werden.

Beispielsweise interagieren Wasser und Öl kaum miteinander. Wenn sie in einem Behälter gemischt werden, wird eine solche Mischung nach einer Weile delaminieren. Das schwerere Wasser befindet sich am Boden des Tanks und das Öl sammelt sich im oberen Teil.

Wassermoleküle interagieren mit Hilfe von Orientierungskräften und Ölmoleküle mit Hilfe von Dispersionskräften. Wenn sich also Wasser und Öl treffen, zeigen sie sich gleichgültig.

Moleküle amphiphiler Substanzen enthalten gleichzeitig sowohl polare (hydrophile) Gruppen als auch unpolare (hydrophobe) Gruppen.

Beispiele für polare Gruppen sind: -OH, -COOH, -NO2, -NH2, -CN, -OSO3 usw. Der unpolare Teil des Moleküls sind normalerweise Kohlenwasserstoffreste.

Tenside umfassen Carbonsäuren, ihre Salze, Alkohole, Amine, Sulfonsäuren und andere Substanzen.

Das häufigste Beispiel sind Substanzen mit amphiphiler Struktur Seife- Natrium- und Kaliumsalze höherer Fettsäuren:

CH3(CH2)nCOONa.

Die Wirkungsweise von Tensiden in Waschmitteln

Amphiphile Substanzen haben eine bemerkenswerte Qualität. Sie sind eine Art „Brücke“, mit deren Hilfe das Zusammenspiel von Phasen, die sich vorher „ignoriert“ haben, möglich wird.

Die Wirkung solcher Substanzen manifestiert sich auf der Oberfläche der Kontaktphasen und führt zur Aktivität der Substanzen der Phasen selbst, die bis zu diesem Moment nicht miteinander wechselwirkten.

Tenside können aufgrund ihrer Eigenschaften in Waschmittelformulierungen oder Emulsionsstabilisatoren eingesetzt werden.

In Waschmitteln wirken Tenside wie folgt.

Ein Tensidmolekül ist ein amphiphiles Molekül, das sowohl polare (hydrophile) Gruppen als auch unpolare (hydrophobe) Gruppen enthält.

So kann es mit seinem hydrophoben Schwanz mit Schadstoffmolekülen interagieren und mit Hilfe seiner polaren Gruppe an das polare Wassermolekül binden.

Gleichzeitig werden Tensidmoleküle in die Oberflächenschicht der Verschmutzung eingeführt und verringern die Kräfte der gegenseitigen Anziehung zwischen den Verschmutzungsmolekülen.

Mit anderen Worten, Tensidmoleküle werden in der Oberflächenschicht der Verschmutzung positiv adsorbiert und verringern die Oberflächenspannung der interagierenden Phasen. Dies wiederum erleichtert die Möglichkeit, einzelne Verschmutzungen von ihrer Hauptmasse zu trennen. Die abgelösten Teile der Verschmutzung werden vom Wasser weggetragen.

Waschphasen

Waschende Wirkung- eine Reihe physikalischer und chemischer Prozesse, die zur Reinigung der Oberfläche von Feststoffen von Verunreinigungen führen.

Nach den Vorstellungen von P. A. Rebinder umfasst der Komplex „Waschaktion“:

• Benetzung,
• Emulgierung und
• Stabilisierung.

Benetzung

Das Benetzen ist die erste Phase des Waschvorgangs.

Am Benetzungseinlass wird die Benetzbarkeit der gereinigten festen Oberfläche durch die Waschflüssigkeit erhöht.

Benetzbarkeit ist ein Merkmal der Wechselwirkung von flüssigen Molekülen mit festen Molekülen (z. B. Verschmutzung).

Benetzung tritt auf, wenn die Anziehungskraft zwischen den Molekülen der Flüssigkeit und den Molekülen des Feststoffs größer ist als die ähnliche Kraft zwischen den Molekülen der Flüssigkeit selbst.

In diesem Fall verteilt sich die Flüssigkeit auf der Oberfläche und bedeckt sie. In diesem Fall sprechen wir vom starren Körper benetzt flüssig.

Wenn die Anziehungskraft zwischen den Flüssigkeitsmolekülen selbst größer ist als zwischen den Molekülen dieser Flüssigkeit und den Molekülen eines Festkörpers, dann findet keine Benetzung statt. Flüssigkeit wird von der Oberfläche des Körpers abperlen. Der Spruch „wie Wasser vom Rücken einer Ente“ passt genau zu diesem Thema.

Verunreinigungen sind sehr oft öliger (hydrophober) Natur und werden daher von Wasser nicht benetzt. Aber die Zugabe eines Tensids zu Wasser verringert die Oberflächenspannung von Wasser und erhöht seine Benetzungsfähigkeit.

Durch die Zugabe eines Tensids zu Wasser kommt es also zu einer Wechselwirkung zwischen den Molekülen der Waschmittellösung und den Verschmutzungsmolekülen.

Bei der Benetzung erfolgt die Trennung großer Schmutzpartikel in kleinere Teile ( Streuung) und Trennung dieser Partikel von der zu reinigenden Oberfläche.

Beim Eindringen in die Waschmittellösung zerfallen die Schmutzpartikel weiter in noch kleinere Formationen. Dieser Schleifvorgang wird genannt Peptisierung. Somit geht die Verschmutzung in die dispergierte Phase über.

Emulgierung

Schmutzpartikel, die in die Waschlösung gelangt sind emulgiert, d.h. mit Tensidmolekülen beschichtet. Durch die Umhüllung entstehen sogenannte Micellen.

Mizellen(Diminutiv vom lateinischen Glimmer - Partikel, Korn) - Partikel in kolloidalen Systemen, bestehend aus einem sehr kleinen Kern, der in einem bestimmten Medium unlöslich ist und von einer stabilisierenden Hülle aus adsorbierten Ionen und Lösungsmittelmolekülen umgeben ist.

Wenn der Mizellenkern ein Partikel fettiger (hydrophober) Natur ist, dann werden die ihn umgebenden amphiphilen Tensidmoleküle wie folgt orientiert: Die (hydrophoben) Kohlenwasserstoffenden der Tensidmoleküle sind dem Verschmutzungspartikel zugewandt und die polaren (hydrophilen) Teile werden nach außen orientiert, d.h. kann mit Wassermolekülen interagieren. Dadurch ist es möglich, die gebildeten Micellen im wässrigen Medium des Lösungsmittels aufzulösen. Dieser Auflösungsprozess wird Solubilisierung genannt.

Auflösung ist eine kolloidale Auflösung, die durch die Bildung von kolloidalen Mizellen auftritt. Dies wird nur durch das Vorhandensein von amphiphilen Tensidmolekülen in der Lösung möglich. Die gelösten Schmutzpartikel hatten zunächst keine Affinität zum Lösungsmittel und konnten darin nicht gelöst werden.

Wenn Gas (im Alltag - Luft) in Tensidlösungen eintritt, bildet sich Schaum. Schaum ist ein heterogenes System (Gas in Flüssigkeit), in dem Gasblasen durch Flüssigkeitsschichten getrennt sind. Verschmutzungspartikel können sich zwischen Luftblasen befinden und an die Oberfläche der Lösung gebracht werden.

Stabilisierung

Beim Waschprozess gibt es zwei Phänomene gleichzeitig, nämlich: die Ablösung der Verschmutzung von der zu reinigenden Oberfläche und ihre erneute Ablagerung auf dieser Oberfläche. Daher ist es wichtig, dass das Reinigungsmittel Verunreinigungen nicht nur effektiv von Oberflächen wie Stoffen entfernt, sondern sie auch in Lösung hält, um ihre erneute Ablagerung zu verhindern.

Das heißt, das Waschmittel muss haben stabilisierende Wirkung, wodurch die erneute Ablagerung von Verunreinigungen auf der gewaschenen Oberfläche verhindert wird.

Dies macht es erforderlich, spezielle Schutzkolloide in die Zusammensetzung von Waschmitteln einzubringen, insbesondere Carboxymethylcellulose, Cellulosesulfat, Stärkederivate, Celluloseethansulfonat usw.

Diese Substanzen stabilisieren Verunreinigungen in Form einer hochdispersen Phase – kleinste Tröpfchen oder Feststoffpartikel gleichmäßig verteilt in der Reinigungslösung.

Klassifizierung von Reinigungsmitteln

Waschmittel werden wie Tenside in zwei Hauptklassen eingeteilt:

• ionische Substanzen, die in Wasser in Ionen dissoziieren, und
• nichtionisch - unterliegt keiner elektrolytischen Dissoziation

Ionische Reinigungsmittel

Ionische Detergenzien wiederum können sein:

• anionisch, wenn oberflächenaktive Ionen negativ geladen sind,
• kationisch, wenn positiv geladene Ionen oberflächenaktiv sind und
• amphoter oder ampholytisch, wenn oberflächenaktive Ionen im alkalischen Milieu negativ und im sauren Milieu positiv geladen sind.

Anionische Reinigungsmittel die weiteste Verbreitung gefunden. Alle Fettseifen und die meisten synthetischen Waschmittel basieren darauf.

Zur Herstellung handelsüblicher Fettseifen werden hauptsächlich Natrium- oder Kaliumsalze höherer Fettsäuren aus pflanzlichen Ölen und tierischen Fetten verwendet.

Die wichtigsten Vertreter synthetischer anionischer Waschmittel sind Salze von Sulfonsäuren und sauren Sulfonsäureestern (Alkylsulfonate, Alkylarylsulfonate, Alkylsulfate) und sulfonierte Fette, Öle und Fettsäuren.

Andere anionische Detergenzien sind in relativ geringen Mengen erhältlich.

Kationische und amphotere Substanzen machen nur wenige Prozent der gesamten Waschmittelproduktion aus und sind von begrenzter wirtschaftlicher Bedeutung.

Von den kationischen Substanzen sind die wichtigsten Salze von quartären Ammonium- und Pyridiniumbasen, die eine bakterizide Wirkung haben.

Moleküle amphoterer Substanzen enthalten sowohl basische (normalerweise Aminogruppen) als auch saure (Carboxyl-, Sulfon- oder Sulfoether-) Gruppen.

Nichtionische Reinigungsmittel

Nichtionische Waschmittel, die Bestandteil einiger Waschmittel sind, nehmen in Bezug auf die industrielle Produktion den 2. Platz nach anionischen ein.

Die meisten nichtionischen Substanzen sind Polyoxyethylen (Polyglykol)-Ester verschiedener organischer Säuren, Alkohole, Alkylphenole und Alkylnaphthole, Polyoxyethylen-Derivate aliphatischer Amine und Amide, Mercaptane usw.

Stoffe in Waschmitteln.

Synthetische Waschmittel enthalten notwendigerweise eine Reihe von Hilfsstoffen, die ihre Waschfähigkeit verbessern.

Waschmittelzusammensetzungen umfassen:

• alkalische Salze schwacher anorganischer Säuren (Natriumcarbonat und -bicarbonat, Natriumsilikate, Phosphate verschiedener Zusammensetzungen),
• neutrale Salze (Sulfat, Natriumchlorid),
• Salze von Peroxysäuren mit bleichenden und desinfizierenden Eigenschaften (Natriumperborat und Percarbonate).

Eine wichtige Rolle spielen die organischen Bestandteile von Waschmitteln:

• Carboxymethylcellulose, die die Resorption verhindert - die erneute Ablagerung von Verunreinigungen aus der Reinigungslösung auf der gewaschenen Oberfläche;
• optische Aufheller (Farbstoffe) verwendet, um zu beseitigen gelber Farbton ungefärbte Stoffe;
• die sogenannten Hydrotrope, die die Löslichkeit erhöhen und die Auflösung von Waschmitteln in Wasser beschleunigen.

Einige Waschmittel enthalten:

• Enzyme, die für die Entfernung von unlöslichen Eiweißverunreinigungen sorgen,
• organische Bakterizide (Hexachlorophen, Trichlorcarbanilid usw.),
• Schaumstabilisatoren (zB Alkylolamide) oder Entschäumer;
• Vielen Waschmitteln werden Duftstoffe (Parfums) zugesetzt.

Die Rezepturzusammensetzung von Waschmitteln wird durch ihren Verwendungszweck, ihre wirtschaftlichen und hygienischen Anforderungen bestimmt.

Arten von Reinigungsmitteln

Es gibt synthetische Waschmittel:

• zum Waschen,
• Spülen von Geschirr und Haushaltsutensilien,
• Toilette,
• gewerblicher Zweck usw.

Waschmittel können in Gruppen eingeteilt werden:

• Produkte für Woll- und Seidenstoffe,
• Baumwoll- und Leinenstoffe,
• Universalmittel für Stoffe verschiedene Typen, auch aus Chemiefasern,
• zum Waschen stark verschmutzter grober Textilien.

Die Auswirkungen von Reinigungsmitteln auf die Umwelt.

In den letzten Jahrzehnten hat der Verbrauch an synthetischen Waschmitteln stetig zugenommen und dementsprechend auch der Verbrauch an Seife abgenommen.

Dieser Umstand führte zu einem wichtigen Problem - dem Problem der Abwasserbehandlung.

Tatsache ist, dass viele synthetische Waschmittel im Gegensatz zu Seifen keinem natürlichen biochemischen Abbau unterliegen und nicht von Filteranlagen zurückgehalten werden, was nicht nur zur Verschmutzung von Flüssen und anderen Gewässern, sondern auch zum Eindringen von Tensiden in Quellen führt Wasser trinken was sich direkt auf die menschliche Gesundheit auswirkt.

biochemischer Abbau bezeichnet die Zersetzung organischer Stoffe durch die Wirkung von Enzymen, die von Bakterien und anderen Mikroorganismen produziert werden.

Der biologische Abbau verläuft sehr langsam, seine Endprodukte sind Wasser und Kohlendioxid.

Für die Massenproduktion und den Verbrauch von Waschmitteln ist es notwendig, solche Tenside und andere Waschmittel zu verwenden, die ihrem relativ schnellen Zerfall unterliegen würden.

Inzwischen sind Gesetze erlassen worden, die die Herstellung und Verwendung von Waschmitteltensiden erlauben, die zu mindestens 80 % biologisch abbaubar sind.

Biologische Abbaubarkeit einiger Tenside.

Alkylbenzolsulfonate mit einer geradkettigen Alkylkette (C10-C14) haben eine gute biologische Abbaubarkeit (80-90 %). Sie steigt an, wenn der Lösung Glukose zugesetzt wird.

Die biologische Abbaubarkeit von Alkylsulfonaten aus normalen Paraffinen erreicht 98%, Olefinsulfonate - 90-95%, für Alkylsulfate (С10-С18) - 97,9%.

Nichtionische Tenside zersetzen sich leichter als anionische, ihre biologische Abbaubarkeit nimmt jedoch mit zunehmender Zahl angelagerter Ethylenoxidgruppen und der Verzweigung des hydrophoben Molekülteils ab.

Sulfate von nichtionischen Tensiden, die von geradkettigen Fettalkoholen abgeleitet sind, werden leicht zersetzt, und die Länge der Ethylenoxidkette beeinflußt nicht den Grad und die Geschwindigkeit der Zersetzung.

Verschiedene Ansätze zum Umweltschutz

Um die Umwelt bei der Herstellung und Verwendung von Waschmitteln zu schützen, ist es nach Ansicht einer Reihe von Forschern am sinnvollsten, Alkylbenzolsulfonate durch Alkylsulfate und Alkylsulfonate zu ersetzen sowie natürliche Fettsäuren und ihre Derivate, Maisstärke, zu verwenden und andere, deren biologische Abbaubarkeit hundert Prozent beträgt.

Das Vorhandensein von Reinigungsmitteln im Abwasser verursacht eine starke Schaumbildung aufgrund von Resttensiden, Phosphaten und anderen Bestandteilen von Reinigungsmitteln, was eine biologische Behandlung schwierig macht.

Aber es gibt noch einen anderen Ansatz, nämlich die Einführung von wirksame Methoden Die Abwasserbehandlung ist wirtschaftlicher, als schlecht zersetzbare Waschmittelkomponenten durch andere zu ersetzen, die weniger effektiv in der Reinigungswirkung sind.