Оценка токсичности средств для мытья посуды методом фитотестирования



В статье авторы изучают токсичность средств для мытья посуды методом фитотестирования на двух растениях — овсе посевном и кресс-салате широколиственном.

Ключевые слова: фитотестирование, токсичность, средства бытовой химии.

Средства бытовой химии, содержащие в своем составе поверхностно-активные вещества, широко используются человеком в повседневной жизни в качестве моющих и чистящих средств. Это средства для стирки и уборки, гели для душа, шампуни, мыла, средства для мытья посуды и т. д. Однако многие из этих средств оказывают негативное воздействие на здоровье человека, вызывая аллергические реакции и болезни различных органов, и окружающую среду, загрязняя природные среды, в первую очередь природные воды.

Актуальность работы обусловлена широким использованием в повседневной жизни средств бытовой химии, содержащих в своем составе поверхностно-активные вещества, и спорными вопросами, касающимися их безопасности.

Цель работы — оценить безопасность средств для мытья посуды, представленных на рынке в разном ценовом диапазоне методом фитотестирования.

Объекты исследования : средства для мытья посуды марок Sorti (АО «Нэфис Косметикс»), Fairy (The Procter & Gamble Company), Аmvay DISH DROPS (Amway Corp). По химическому составу это смеси, состоящие из воды, анионных, неионогенных и амфотерных ПАВ, консервантов, солюбилизаторов, загустителей, увлажнителей, ароматизаторов, щелочей, смягчающих средств. Основным действующим компонентом всех средств являются поверхностно-активные вещества.

С учётом санитарных норм и правил среднее потребление ПАВ на одного жителя составляет 2,5 г в сутки, а средняя расчетная концентрация ПАВ в бытовых сточных водах составит не более 20 мг/л. Также нормативными документами рекомендуются норма расхода средств для мытья посуды в организациях общественного питания: 50 г средства на 10 л воды. При этом концентрация ПАВ в сточных водах будет равна 5000 мг/л [1].

Предельно-допустимые концентрации ПАВ в водоемах рыбохозяйственного назначения — 0,25 мг/дм ³ , в питьевой воде — 0,5 мг/дм ³ . Также установлены нормативные концентрации ионогенных и неионогенных ПАВ в сточных водах, разрешенных для сброса в централизованную систему канализации, она составляет 10 мг/дм ³ [2].

Для оценки суммарного токсического действия всех компонентов средств бытовой химии можно использовать широко распространенные в последнее время методы фитотестирования на семенах высших растений. При этом до сих пор в нашей стране отсутствуют стандартизированные методики, что обуславливает применение различных подходов и параметров в оценке чувствительности растений к внешнему химическому воздействию (длина наземной и подземной частей растений, всхожесть и др.) [3].

Оценку токсичности осуществляли методом фитотестирования на основе методических рекомендаций МР 2.1.7.2297–07 Обоснование класса опасности отходов производства и потребления по фитотоксичности. Методика основана на способности семян адекватно реагировать на химическое воздействие путем изменения показателей роста и развития, а именно длины корней. Фитотоксичность — способность химических веществ оказывать токсическое (отравляющее) воздействие на растения. Токсическое влияние считается установленным при наличии процесса ингибирования (подавления) роста корней семян на 20 % и более от длины контрольного образца [4].

В качестве тест-объектов использовали овес посевной и кресс-салат широколистный, семена которых чувствительны к химическому воздействию, путем изменения показателей роста и развития, а именно длины корней. Исходя из принципа экстремальности, исследования проводились в условиях прямого контакта тест-растения с экстрактом отхода или его разведениями. Объектом сравнения являлась дистиллированная вода.

Токсичность средства оценивалась по биологическому действию на семена его водным экстрактом (10 % масс.) и его разведениям. В качестве тест-функций (критериев токсичности) были выбраны длина корней и длина вершков, т. е. наземной части растения.

Для анализа приготавливается нативный раствор путем растворения 10 г средства для мытья посуды дистиллированной водой в мерной колбе объемом 100 мл, после интенсивного встряхивания и размешивании содержимого раствор подвергается отстаиванию в течение суток, затем интенсивному продолжительному встряхиванию. Полученный исходный или нативный раствор имеет кратность разведения R равную 1, последующие растворы получают его разбавлением. Для удобства значение R нативного экстракта условно принимается за 1, его разведение в 10 раз соответствует R=10 и т. д.

Проведение анализа заключается в следующем: в контейнеры с вложенной в них фильтровальной бумагой помещается по 25 здоровых неповрежденных семян, всхожесть которых не менее 90 %, вносится равный для всех опытов объем экстракта или его разведений. Одновременно проводится не менее 3-х параллельных опытов. Через 7 суток измеряется длина корней проросших семян (объектом измерения является самый длинный корень) и длина наземной части растения. За показатель тест-функции (длины) принимается среднее арифметическое из всех повторностей эксперимента. Фитотоксическое действие считается доказанным, если значение тест-функции меньше, чем у контрольного образца более чем на 20 %.

Эксперимент проводился в два этапа.

Первый этап включал исследование влияния средств при повышенных концентрациях, это интересно в случае аварий на производстве и перевозке средств или если в быту произойдёт розлив моющего средства на поверхность почвы.

Нативный раствор R ₁ приготавливался растворением 10 г средства в мерной колбе на 100 см ³ дистиллированной водой. Были сделаны разбавления выбранных средств от кратности разведения R ₁ до R ₅₀ (таблица 1.)

Таблица 1

Характеристика приготовленного нативного раствора и его разбавлений

R	Массовая доля средства, W , %	Концентрация средства
		С, г/см 3	С, мг/дм 3
R1	10	0,1	100000
R2	5	0,05	50000
R10	1	0,01	10000
R 20 (норма расхода)	0,5	0,005	5000
R50	0,2	0,002	2000

Растворы средств с коэффициентами разбавления от R ₁ до R ₅₀ независимо от марки средства полностью подавляют рост и развитие овса посевного.

Для достоверности результатов проведены исследование на втором тест-объекте. Был получен такой же результат: растворы средств с коэффициентами разбавления от R ₁ до R ₅₀ независимо от марки средства также подавляют рост и развитие кресс-салата широколиственного.

На первом этапе мы работали с явно завышенными концентрациями моющих средств, на втором этапе исследовали растворы, соответствующие норме расхода моющих средств и его разбавлений (с содержанием от 0,05 % и ниже).

Приготовление нативного раствора для второго этапа осуществляли из разбавления R ₂₀ , соответствующего норме расхода моющего средства, и его разбавлений заключалось в следующем: 10 г раствора разбавления R ₂₀ растворить в мерной колбе на 100 см ³ дистиллированной водой. Были сделаны разбавления выбранных средств от кратности разведения R ₁ ^* до R ₁₀₀₀₀ ^* (таблица 2.)

Таблица 2

Характеристика приготовленного нативного раствора (из концентрации, соответствующей норме расхода средств для мытья посуды в организациях общественного питания) и его разбавлений

R	Массовая доля средства, W , %	Концентрация средства
		С, г/см 3	С, мг/дм 3
R1*	0,05	0,0005	500
R10*	0,005	0,00005	50
R100*	0,0005	0,000005	5
R 100 0 * (ПДК пит. вод.)	0,00005	0,0000005	0,5
R10000*	0,000005	0,00000005	0,05

В таблице 3 представлены количественные характеристики ростков овса посевного через неделю, полученные в дистиллированной воде и в растворах моющих средств.

Таблица 3

Результаты 2 этапа эксперимента по тест-объекту овсу посевному

	R 1 *	R 10 *	R 100 *	R 1000 *	R 10000 *
Н 2 О (контр.)
Всхожесть, %	94,3
Lср. кор., мм	46,9
Lср. вер., мм	49,6
Аm w ay
Всхожесть, %	0	0	0	0	8,6
Lср. кор., мм	0	0	0	0	4,7 (10,0 % от контр.)
Lср. вер., мм	0	0	0	0	2,2 (4,4 % от контр.)
Fairy
Всхожесть, %	0	0	2,9	25,7	34,3
Lср. кор., мм	0	0	0,6 (1,3 % от контр.)	2,8 (6,0 % от контр.)	18,8 (40,0 % от контр.)
Lср. вер., мм	0	0	0,1 (0,2 % от контр.)	0,2 (0,4 % от контр.)	12,1 (24,4 % от контр.)
Sorti
Всхожесть, %	0	0	2,9	8,6	28,6
Lср. кор., мм	0	0	0,2 (0,4 % от контр.)	2,0 (4,3 % от контр.)	9,2 (19,6 % от контр.)
Lср. вер., мм	0	0	0	1,2 (2,4 % от контр.)	6,1 (12,3 % от контр.)

Растворы средств с коэффициентами разбавления от R ₁ ^* до R ₁₀₀₀₀ ^* также подавляют рост и развитие овса посевного. Причем больше подавляет рост и развитие средство Аmway, наименьшее влияние наблюдается у Fairy.

Наш другой объект исследования кресс-салат широколиственный оказался более устойчивым и дал ростки в достаточном количестве уже на вторые сутки. Он продолжал расти в течение семи суток, соответствующих времени эксперимента.

В таблице 4 представлены количественные характеристики ростков кресс-салата через неделю, полученные в дистиллированной воде и в растворах моющих средств.

Таблица 4

Результаты 2 этапа эксперимента по тест-объекту кресс-салату

	R 1 *	R 10 *	R 100 *	R 1000 *	R 10000 *
Н 2 О (контр.)
Всхожесть, %	100
Lср. кор., мм	55,9
Lср. вер., мм	25,6
Аm w ay
Всхожесть, %	0	66,7	80,0	86,6	90
Lср. кор., мм	0	35,1 (62,8 % от контр.)	50,8 (90,9 % от контр.)	56,2 (100,5 % от контр.)	99,7 (178,3 % от контр.)
Lср. вер., мм	0	19,5 (76,2 % от контр.)	21,2 (82,8 % от контр.)	23,4 (91,4 % от контр.)	25,5 (99,6 % от контр.)
Fairy
Всхожесть, %	0	86,6	93,3	93,3	93,3
Lср. кор., мм	0	34,9 (62,4 % от контр.)	47,2 (84,4 % от контр.)	59,5 (106,4 % от контр.)	77,6 (107,4 % от контр.)
Lср. вер., мм	0	24,3 (94,9 % от контр.)	25,3 (98,8 % от контр.)	25,7 (100,4 % от контр.)	27,5 (107,4 % от контр.)
Sorti
Всхожесть, %	0	70,0	76,6	86,6	90,0
Lср. кор., мм	0	28,8 (51,5 % от контр.)	60,7 (108,6 % от контр.)	61,2 (109,4 % от контр.)	63,6 (113,7 % от контр.)
Lср. вер., мм	0	19,9 (77,7 % от контр.)	21,8 (85,1 % от контр.)	22,3 (87,1 % от контр.)	35,6 (139,1 % от контр.)

Растворы средств с коэффициентами разбавления от R ₁ ^* до R ₁₀ ^* также подавляют рост и развитие кресс-салата. При разбавлениях R ₁₀₀ ^* , R ₁₀₀₀ ^* и R ₁₀₀₀₀ ^* данные средства можно считать безопасными для кресс-салата (выводы сформулированы по длине корешков).

Таким образом, в ходе эксперимента установлено, что независимо от марки средства для мытья посуды растворы с содержанием исходных средств масс. %:10; 5; 1; 0,5 (данное содержание соответствует рекомендуемым нормам расхода средств для предприятий общественного питания); 0,2 подавляют рост и развитие овса посевного и кресс-салата, что свидетельствует об их чрезвычайно высокой токсичности.

В результате изучения нативного раствора, приготовленного из раствора концентрацией, соответствующей норме расхода средств для мытья посуды в организациях общественного питания, и его разбавлений были сделаны следующие выводы:

Установлено, овес посевной более чувствителен к действию ПАВ, причем растворы с концентрацией, соответствующей ПДК _{пит. воды} подавляют его рост и развитие. Токсичность средств для овса посевного увеличивается в ряду: Fairy, Sorti, Amway.

Растворы средств с коэффициентами разбавления от R ₁ ^* до R ₁₀ ^* также подавляют рост и развитие кресс-салата. При разбавлениях R ₁₀₀ ^* , R ₁₀₀₀ ^* и R ₁₀₀₀₀ ^* данные средства можно считать безопасными для кресс-салата (выводы сформулированы по длине корешков). Наиболее безопасным является средство Fairy (выводы сформулированы по проценту всхожести).

Таким образом, средства для мытья посуды, их растворы, даже при концентрации, соответствующей норме расхода средств для предприятий общественного питания, оказывают негативное воздействие на окружающую среду и, следовательно, здоровье человека.

Литература:

1. О примерном расчете моющих средств для предприятий общественного питания, Письмо Министерства промышленности и торговли РФN 7–3–3/129 от 16 июня 2008 года
2. Постановление Правительства РФ от 29.07.2013 N 644 (ред. от 26.07.2018) «Об утверждении Правил холодного водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации»
3. Лисовицкая О. В., Терехова В. А. Фитотестирование: основные подходы, проблемы лабораторного метода и современные решения. Доклады по экологическому почвоведению. 2010. № 1, вып. 13.С 1–18.
4. Методические рекомендации МР -2.1.7.2297–07. Обоснование класса опасности отходов производства и потребления по фитотоксичности:.—М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2008.—15 с.