Оценка токсичности средств для мытья посуды с помощью биотестеров

Введение

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений, а так же  почве отведена важнейшая роль в жизни общества, так как она представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности, так как эффективная защита окружающей среды от опасных химических реагентов невозможна без достоверной информации о степени загрязнения почв.

Оценку способностей почвы выполнять функции, обеспечивающие стабильность отдельных биоценозов и биосферы в целом получают при помощи специальных методов исследования загрязненных почв.

В системе контроля состояния природных сред и экосистем важную и самостоятельную роль играет биотестирование почвы. Суть этого метода заключается в определении действия токсикантов на специально выбранные организмы в стандартных условиях с регистрацией различных поведенческих, физиологических или биохимических показателей. Биотестирование широко применяют для контроля качества природных и токсичности сточных вод, при проведении экологической экспертизы новых технологий очистки стоков, при обосновании нормативов ПДК загрязняющих компонентов.

Актуальность.
Проблема загрязнения окружающей среды синтетическими моющими средствами актуальна, так как люди стали использовать их каждый день для мытья посуды, а вода с токсикантами, попадая в реки, влияет на все компоненты живой природы.

Цель.
Выяснить, как влияют растворы средств для мытья посуды на почву, используя овес посевной.

Задачи:
1. Изучить данные об СМС с помощью литературных источников.
2. Узнать, где и для чего используется метод биотестирования.
3. Установить, как СМС влияют на качество почвы.

Гипотеза работы.
Если моющие средства действительно безопасны для здоровья че­ловека, то попадание растворов этих продуктов в почву не скажется негативно на росте и развитии растений.

Обзор литературы

Синтетические моющие средства.

В состав любого моющего средства для посуды входят поверхностно активные вещества, которые и предопределяют качество мытья посуды. Немаловажную роль играют натуральные компоненты  ПАВов: карбоксиметилцеллюлоза, предупреждающая  ресорбцию  ( вторичное отложение загрязнений ) и так называемые гидротропы,  усиливающие растворение ПАВов. Также средства для мытья посуды содержат вспомогательные вещества, улучшающие их моющую способность. Это щелочные соли слабых неорганических кислот, соли перекисных кислот, обладающие отбеливающими и дезинфицирующими свойствами. Отдельные средства для мытья посуды включают ферменты, обеспечивающие удаление трудно вымываемых белковых загрязнений, натуральные бактерициды и стабилизаторы пены. Также в состав всех моющих средств входит диэтаноламин, приводящий  к отравлению печени, и хлор, который может вызвать жжение а глазах, головную боль, усталость, затруднение дыхания в процессе обычного мытья посуды. Еще в состав моющего средства обязательно входят вещества для придания запаха – «отдушки», для того, чтобы вымытая посуда приятно пахла. Многие европейские страны отказались от всех этих вредных веществ и перешли на экологически чистые еще двадцать лет тому назад.

Недостатком большинства CMC является их трудная биоусвояемость (перевариваемость) в сточных водах микроорганизмами, так как фактически для них это яды, т.е не существует редуцентов, которые разлагали бы их.Поэтому сточные воды, содержащие синтетические моющие средства, сильно загрязняют водоемы (реки, озера) и окружающую их почву. Попадание ПАВ в водоемы неблагоприятно влияет на органолептические (цвет, запах, вкус) и бактериологические показатели воды. Это происходит не только за счет свойств обозначенных веществ, а в основном в результате стабилизации в воде других соединений, которая возможна вследствие способности ПАВ к солюбилизации и эмульгированию. Микроорганизмы, процеживая через себя воду и получая таким образом питательные вещества, вместе с ними получают и дозу загрязнителя. Загрязнение распространяется по пищевой цепи, концентрация такого вещества на единицу веса каждого последующего консумента возрастает.

СМС, 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 может исчезнуть значительное количество водных 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.

Биотестирование.

Биотестирование (от англ. bioassay) это процедура установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов.

Существует два методических подхода для определения токсичности вещества на почве. Для экспресс-диагностики используют водные экстракты, содержащие водорастворимые фракции почв. В этом случае биотестирование выполняют на традиционных для водной токсикологии тест-объектах – ракообразных, инфузориях или водорослях. Токсические свойства материала можно выяснить также при помощи растений, которые используются в качестве биоиндикаторов, то есть фитотестированием. Фитотестирование основано на чувствительности растений к экзогенному химическому воздействию, что отражается на ростовых и морфологических характеристиках .Для проведения фитотестирования в настоящее время используются различные методики, которые можно подразделить на две группы: методики фитотестирования с использованием водных вытяжек (элюатное фитотестирование) из исследуемых почв,и методики, основанные на проращивании семян непосредственно в почве (аппликатное фитотестирование).Этот метод биоиндекации широко используется не только как способ токсикологической оценки средств, например, почв и вод, но и как весьма распространенный прием оценки токсичности или биоактивности различных химикатов и промышленных отходов.

Материал и методика

Оборудование: контейнеры с почвой, Овес посевной (сорт Победа), 4 вида тест-объектов(моющие средства), колбы и вода.

Методика из лабораторного практикума института проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова (Лисовицкая О.В.)
Опыт был поставлен 20.10.2014г.

Для проведения исследования в качестве биотестера был выбран овес посевной (сорт Победа). В качестве объектов тестирования были выбраны следующие моющие средства:

«Sorti цитрусовый фреш» (1)

«Миф с глицерином» (2)

«Sorti с витамином Е» (3)

«Италмас» (4)

Методика:
1) Я посадила семена Овса посевного в пяти контейнерах: 4 из них будут использоваться в качестве биоиндикаторов, а один – контроль.

2) Подготовила раствор.
1- 10 мл. воды + 0.1 мл моющего средства;
2- 10 мл. воды + 0.3 мл моющего средства;
3- 10 мл. воды+  0,5 мл моющего средства.

3) Семена взошли через 4 дня.

4) После того, как семена взошли, я начала поливать растения растворами СМС, постепенно увеличивая долю средства в них.

5) На основе своих наблюдений составила таблицу реакции растений на растворы СМС.

Результаты собственных исследований

По данным исследования я обнаружила, что при малых дозах СМС в растворе растения не чувствуют токсикации, но при значительном увеличении дозы влияние стало заметным: образцы под №1 и 2 отреагировали на СМС хуже: листья опустились и засохли, а №3 и 4 выглядят лучше.

Из этого следует, что средства для мытья посуды « Sorti цитрусовый фреш» и «Миф с глицерином» более опасны, чем «Sorti с витамином Е» и «Италмас». Но по сравнению с контрольным растением все образцы выглядят угнетенными, что указывает на пагубное воздействие растворов СМС.

Выводы

В ходе работы выявлено, что:

1. Наиболее доступным методом оценки вредности моющих средств является фитотестирование.
2. Малые дозы СМС не оказывают большого влияния на живой организм, но более большие могут вызвать интоксикацию.
3. Моющие средства оказались токсичными для расте­ний, а это значит, что они могут быть опасны и для здоровья человека.

Практические рекомендации

1. Чтобы не подвергать себя риску интоксикации СМС ,не стоит часто и много мыть посуду ими, а использовать альтернативные, менее опасные моющие средства, например, мыло или соду.
2. Чаще проводить очистные мероприятия на водоканалах, чтобы избежать попадания загрязненной воды из рек в жилые дома.

Список литературы

1. Сборник исследовательских работ: IV Международный конкурс научно-исследовательских и прикладных разработок учащихся Биотоп. – М.: НИА-Природа – ГБОУ СОШ № 26, 2013. – 54 с.
2. Лисовицкая О.В., Терехова В.А Фитотестирование: основные подходы, проблемы лабораторного метода и современные решения.
3. http://kafbop.psu.ru/biotestirovanie/
4. http://bioindik.ucoz.ru/index/0-13
5. http://www.rae.ru/fs/?section=content&op=show_article&article_id=10002849
6. http://ru-ecology.info/term/25113/
7. БИОТЕСТИРОВАНИЕ ПОЧВ: ПОДХОДЫ И ПРОБЛЕМЫ. 2011 г. В. А. Терехова; Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН; Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова

Выполнила:
Лукашова Александра
ученица 11а

Руководитель:
Насыртдинова Лениза Бариевна,
учитель биологии

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение
средняя образовательная школа №4

город Нефтекамск,
Республика Башкортостан