Влияние моющих средств на окружающую среду

Введение

    На  всех стадиях своего развития человек  был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор, как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объём этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики,так на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой  из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.

    Наиболее  масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них - газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения(моющие и чистящие средства,порошки,аэрозоли,спреи,выхлопные газы).

    Проблема  загрязнения экологии моющими средствами занимает одно из лидирующих мест в  современном мире.

    Данная  тема весьма актуальна для нас,т.к мы живем в этой экологии,окружающей среде,и сами же являемся источником загрязнения природы.

    Моя задача:

    -попытаться  объяснить,как различная химия  влияет на окружающую среду;

    -выяснить,к  каким последствиям приводит  чрезвычайное использование химических  моющих средств;

    -попытаться  найти плюсы и минусы использования  моющих средств.

1. Химическое  загрязнение атмосферы

    Свой  реферат я начну с обзора тех  факторов, которые приводят к ухудшению  состояния одной из важнейших  составляющих биосферы - атмосферы. Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями. однако последствия употребления огня,которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем. что дым мешал дыханию и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и незаконченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами,занимая неизмерно обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточение людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической Древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями.

    Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленно производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ, металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загряз-нители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических. физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки.

1. Химическое загрязнение природных вод

    Всякий  водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой . На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия(моющие средства,аэрозольные вещества) промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственные ой веществ – загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по- разному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической.

2. Синтетические поверхностно - активные вещества

    Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающий поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскою среду. СМС содержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингридиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты ( персульфаты, пербораты), кальцинированная сода,карбоксиметилцеллюлоза, силикаты натрия). В зависимости от природы и стриктуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенные среди СПАВ являются анионо-активные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ. Присутствие СПАВ в сточные водах промышленности связано с использованием их в таких процессах. как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий, получение полимеров улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин борьба с коррозией оборудования. В сельском  хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов.

2. Особенности загрязнения почвенных экосистем  поверхностно-активными веществами

    В настоящее время в мире производится около 80 тысяч видов химических продуктов. Каждый год на рынок поступает  более тысячи новых. В мире используется около 250 млн. т органических химических веществ, значительная часть которых  после использования бесконтрольно  попадает в окружающую среду. Колоссальные количества веществ антропогенной  природы не могут не изменять состав природных сред на планете. Влияние на здоровье человека загрязняющих веществ имеет свои особенности. Химические вещества, как правило, поступают в организм человека не непосредственно, а по пищевым цепочкам; почва – вода – человек, почва – вода – растения – человек, почва – растения – животное – человек.ПАВ, вступая во взаимодействие с клетками, способствуют развитию атеросклероза, интенсификации белкового и углеводного обмена, нарушению функции печени, почек, иммунной и репродуктивной систем. При совместном присутствии ПАВ, металлов, пестицидов, других веществ, токсичность их усиливается [ 12 ]

    Отходы  поступают в окружающую среду  в твердом, жидком состоянии, а также  в форме аэрозольных выбросов. Почвы загрязняются как непосредственно, так и через атмосферу и  гидросферу. Загрязнение воздуха  и вод неизбежно сопровождается загрязнением почв.В последнее время  среди загрязняющих веществ все  чаще встречаются поверхностно-активные вещества. Это связано с широким  использованием синтетических моющих средств. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) – вещества, которые используются в промышленности и в быту как моющие средства, загрязняют окружающую среду с отходами коммунально-бытовой деятельности. В состав ПАВ обычно входят одна или несколько групп поверхностно-активных агентов и несколько связывающих центров. Эти группы снижают поверхностное натяжение жидкости, в которой они растворяются, образуют стабильную эмульсию с частицами удаляемых веществ, снижают жесткость воды. В состав ПАВ входят также связывающие компоненты. Они могут взаимодействовать с ионами кальция и магния, присутствующими в виде солей в жесткой воде, а также в составе твердых веществ. Наиболее распространено использование в качестве связывающих компонентов смеси полифосфатов с триполифосфатом натрия.[ 11 ]

    Мировое производство ПАВ составляет 2–3 кг на душу населения в год. Примерно 50% производимых ПАВ используется для  бытовой химии, остальное в промышленности и сельском хозяйстве. Одновременно с ежегодным ростом производства ПАВ соотношение между их применением  в быту и промышленности изменяется в пользу промышленности.ПАВ находят  применение более чем в 100 отраслях народного хозяйства. Большая часть  производимых ПАВ используется в  составе моющих средств, в производстве тканей и изделий на основе синтетических  и природных волокон. К крупным  потребителям ПАВ относятся нефтяная, химическая промышленности, промышленность строительных материалов и ряд других. Применение ПАВ определяется их поверхностной активностью, структурой адсорбционных слоев и объемными свойствами растворов. Поверхностно-активные вещества используют в качестве диспергаторов при измельчении твердых тел, бурении твердых пород (понизители твердости), для улучшения смазочного действия, понижения трения и износа, интенсивности нефтеотдачи пластов и т.д.  
 

1. О влиянии  моющих средств  на окружающую среду

    По  данным исследований в российские реки, озера и моря попадает 300-400 тысяч  тонн триполифосфата натрия в год. А  всего 1 грамм триполифосфата натрия стимулирует образование 5-10 кг. водорослей!От экологической катастрофы Россию спасает  то, что для роста и развития водорослей нужны свет и тепло. И  все же, несмотря на холодные зимы, фосфаты  накапливаются, водоросли растут. «Цветет» Волга, особенно в нижнем течении, цветут другие реки — и большие, и маленькие. На природу отрава из пачки стирального  порошка действует медленно, но верно. Ведь водоросли, разлагаясь, выделяют в страшных количествах метан, аммиак, сероводород. Мы-то выживем, а все, кто живет в воде?  
Практически во всех странах фосфаты запрещены, а у нас в России концентрация фосфатных добавок "запредельная" - до 50-60 %. Те же фирмы, которые в своих странах выпускают бесфосфатные порошки, в России, под теми же торговыми марками производят порошки с фосфатами. А уж производители отечественных порошков о вреде фосфатов и слушать не хотят т.к себестоимость бесфосфатного порошка вырастает процентов на 20.

2. Пути решения  экологических проблем

    Хотя  все ПАВ являются химически синтезированными, но в случае получения ПАВ из растительного  сырья, они не оказывают агрессивного действия на организм человека и элементы окружающей среды.Отличительным показателем  экологического стирального порошка  является то, что в его составе  присутствуют только биологически разлагаемые  ПАВ или экосурфактанты, полученные на основе взаимодействия глюкозы, получаемой из риса, картофеля или пшеницы, и  жирных спиртов выделенных из рапсового, кокосового или пальмового масла. Нередко  для создания экосурфактантов используют микроорганизмы: бактерии, дрожжи, грибы  или компоненты мембран, присутствие  которых способствует быстрому разложению ПАВ в природной среде.Экологические  стиральные порошки не содержат фосфатов, - во многих странах они просто запрещены  специальными законами уже более 20 лет.Вместо фосфатов экологические  производители используют натрия дисиликат, который служит для умягчения  воды и повышает эффективность стирки. Этот минерал добывается естественным образом, и присутствует на планете  в огромных количествах (75 % внешней  земной коры состоит из силикатов). Именно поэтому экологическое производство не приводит к истощению и повреждению  экосистемы. Натрия дисиликат используется не только в качестве смягчителя, он также препятствует отложению солей  на внутренних конструкциях стиральных машин. Наибольший эффект достигается  при стирке порошком, который содержит от 15-55% натрия дисиликата.

    Удачным дополнением, усиливающим моющее действие порошка, является цеолит - природный  элемент вулканического происхождения. Цеолит «счищает» с поверхности  ткани ворсинки, содержащие загрязнение, после чего одежда и белье приобретают  гладкость, становятся приятными на ощупь.

    Помимо  перечисленных соединений в состав моющего средства могут входить  вспомогательные добавки, повышающие его моющую способность, такие как  карбоксиметилцеллюлоза, карбоксиметиловый  крахмал, а также ферменты (энзимы), такие как протеазы, амилазы и  липазы. Карбоксиметилцеллюлоза добавляется  с целью предотвратить повторное  оседание частиц грязи из моющего  раствора на поверхность ткани, а  ферменты для быстрого удаления загрязнений  белкового происхождения, такие  как кровь, молоко, яйцо, какао. Экологические стиральные порошки могут содержать энизмы, а могут и не иметь их в своём составе, в зависимости от вида порошка. В производстве энзимов для экологических стиральных порошков запрещено применение генно-модифицированных организмов.Стиральными порошками, которые содержат энизмы, не следует стирать одежду из натуральных волокон: шерсть, шелк. В данном случае энизмы могут испортить вещь, разрушить структуру ткани.Вместо агрессивных хлорсодержащих и оптических отбеливателей в составе экологического стирального порошка используются стабилизаторы пероксидных соединений и водорастворимые органические комплексообразователи.Наиболее распространенный экологический отбеливатель – это натрия карбонат пероксид (относительно безопасное соединение для окружающей среды), которые бережно отбеливает ткань, не разрушая ее структуры. Поэтому экологические порошки можно использоваться для стрики цветной одежды и белья, не волнуясь о том, что ткань потеряет первоначальный цвет.