Воздействие бытовой химии на окружающую среду

В качестве пенообразующих веществ в зубных пастах в прошлом использовали мыла. Однако их низкая пенообразующая способность  в жесткой воде и неприятный мыльный  привкус снижали качество паст. Вместо мыла стали использовать ализариновое масло (сульфированное касторовое масло)

Существуют  две точки зрения на влияние фторидных  ионов на укрепление эмали зуба:

1. Ионы F– переводят гидроксидапатит эмали CaOH(PO4)3 в менее растворимый в кислотах фторапатит Ca5F(PO4)3.

2. В результате обменной реакции в пасте образуется CaF2, который адсорбируется на гидроксидапатите и предохраняет его от воздействия кислот. Известно также, что фторидные соединения способствуют подавлению жизнедеятельности бактерий, вызывающих образование в полости рта органических кислот.

В настоящее  время в антикариесных пастах стали широко использовать ферменты, а иногда в них вводят антибиотики.

В зубные пасты обязательно вводят отдушки  и вкусовые компоненты. Наиболее распространены отдушки мятного и коричного характера. Мятная отдушка обеспечивается применением ментола, мятных масел – перечной или кудрявой мяты, а также различных модификаторов. В отдушках применяют метилсалицилат, гвоздичное масло, эвкалиптол, коричный альдегид. В качестве подслащивающего компонента чаще всего используют сахарин и некоторые его производные. За рубежом для этой цели рекомендуют сахарат натрия и дульцин вместе с небольшим количеством хлорида натрия или лимонной кислоты. Недавно стали применять натриевую соль цикламеновой кислоты, которая по вкусу напоминает сахар.

Некоторые зарубежные фирмы приступили к производству безабразивных гелеобразных прозрачных зубных паст. В них используют гели SiO2, а также сополимеры акриловой  кислоты и аллилового спирта. Эти  пасты обладают высокой пенообразующей способностью, имеют приятный вкус и красивый внешний вид. Они легко окрашиваются в различные яркие цвета – красный, синий, зеленый, желтый. Однако их очищающая способность намного ниже, чем паст с использованием абразивов.

Хотя  зубные протезы, естественно, не подвергаются кариесу и другим заболеваниям, но от них может зависеть состояние микрофлоры полости рта. Имеет существенное значение и их внешний вид. Поэтому зубные протезы требуют периодической чистки от остатков пищи, пятен и образующегося зубного камня. Для этой цели протезы погружают на ночь или на более короткий срок в растворы кислот: соляной, сульфаминовой или лимонной, а также в растворы, содержащие активный хлор, – гипохлориты или активный кислород – перборат натрия.

Косметические средства

В мире считается, что среди наиболее прибыльных отраслей промышленности на одном из первых мест стоит косметическая. Наблюдения показывают, что если нужно, то женщины  могут отказать себе во многом, только не в том, что сделает их хотя бы чуточку красивее.

Искусство косметики уходит в далекое прошлое. Так, при раскопках найдены египетские мумии, ногти которых раскрашены. В усыпальницах египетских пирамид  обнаружены натуральные краски и  косметические инструменты, различные  плитки для приготовления смеси красок и румян, сосуды для хранения мазей и масел. Найден письменный документ – папирус Эберса, в котором изложены косметические правила и рецепты. Его написание относят к пятому тысячелетию до новой эры.

Письменные  источники далекого прошлого и наблюдения современных путешественников свидетельствуют о том, что на ранней стадии развития к раскрашиванию тела красками были неравнодушны и мужчины. Как атавизм этого можно рассматривать склонность некоторых мужчин к накожной татуировке. По мере развития культуры мужчины теряют этот интерес. Стремление женщин к подкрашиванию кожи (особенно лица) наоборот усиливается. Судя по всему, для женщин нет простой связи между культурой и количеством используемой косметики. Связь скорее можно уловить между количеством косметики и прирожденным вкусом.

Древние рукописи свидетельствуют, что уже  тысячи лет назад женщины Востока  подкрашивали веки в голубой цвет тончайшей пыльцой из толченой бирюзы. Бирюза – это природный минерал, имеющий состав СuАl6(PO4)4(OH)8·4H2О.

С незапамятных времен для подкрашивания бровей использовался мягкий природный минерал – сурьмяный блеск Sb2S3. В русском языке было выражение «сурьмить брови». Сурьмяный блеск поставлялся в различные страны арабами, которые называли его стиби. От этого названия и пошло латинское стибиум, означавшее в древности не химический элемент, а его сульфид Sb2S3. Природный сурьмяный блеск имеет цвет от серого до черного с синей или радужной побежалостью.

Достоверно  известно, что в России косметические  краски применялись в конце XVI и особенно широко в XVII в. историк П.М. Лукьянов в одной из своих книг цитирует саксонского путешественника Олеария, который посетил Россию в первой половине XVII в. и позднее описал свои впечатления: «Женщины в России среднего роста, вообще стройны, нежны лицом и сложением, но в городах все румянятся и так грубо и заметно, что, глядя на них, подумаешь, будто кто вымазал их рукою полною муки и потом кисточкой намазывал им на щеки красной краской. Брови и ресницы они также подкрашивали черной, а иногда и коричневой краской»{5}. Впечатления того же времени другого путешественника по России голландца Стрюйса на этот счет записаны следующими словами: «Хотя женщины обыкновенно белы, и кожа на лице их очень гладкая, все-таки они почти все румянятся или вернее натираются ляповато белилами и приглашают для этого белильшиц»{5}. Румянами в то время красили не только щеки, но и губы.

Естественно, что в далеком прошлом в  качестве косметических препаратов использовались лишь природные минеральные  и органические вещества. С развитием химии для этой цели все чаще стали применять синтетические продукты. Так, например, в качестве пигмента для губных помад применяют малиново-красный бис-ди-метилглиоксимат никеля. Органический реагент ди-метилглиоксим химики-аналитики используют для качественного обнаружения и количественного определения ионов никеля (II), а реакция образования этого соединения носит имя нашего соотечественника Л.А. Чугаева.

Промышленность  выпускает перламутровые губные помады и кремы, а также шампуни  с перламутровыми блесками. Перламутровый эффект в косметических средствах создается солями висмутила BiOCl и ВiO(NO3) или титанированной слюдой – перламутровым порошком, содержащим около 40% TiO2. Давно известны жемчужные или испанские белила. Их основным компонентом является ВiO(NO3)2, образующийся при растворении нитрата висмута Вi(NO3)3 в воде. В косметике эти белила используют для приготовления белого грима.

Для создания специальных косметических средств (гримов) применяют оксид цинка ZnO, получаемый прокаливанием основного карбоната (ZnOH)2CO3. В медицине его используют в присыпках (в качестве вяжущего, подсушивающего, дезинфицирующего средства) и для изготовления мазей.

Косметические декоративные пудры – многокомпонентные  смеси. В них входят: тальк, каолин, ZnO, TiO2, MgCO3, крахмал, цинковые и магниевые соли стеариновой кислоты, а также органические и неорганические пигменты, в частности Fe2O3. Тальк придает пудре сыпучесть и скользящий эффект. Его недостатком является способность впитываться в кожу и придавать жирный блеск. Тем не менее, в состав пудр он входит в количестве до 50...80%. Каолин обладает высокой укрывистостью и способностью впитывать избыток жировых выделений кожи. Его повышенная гигроскопичность способствует слеживаемости и неравномерному распределению пудры на коже, поэтому каолин вводят не более 25%. Оксиды цинка и титана обладают хорошей укрывистостью. Кроме того, оксид цинка обладает антисептическими свойствами и потому одновременно выполняет роль дезинфицирующей добавки. Эти оксиды вводят в пудры до 15%. В больших количествах они приводят к сухости кожи. Крахмал придает коже бархатистость, а благодаря стеаратам цинка и магния пудра хорошо удерживается на коже и делает ее гладкой.

Компактная  пудра в отличие от рассыпной  содержит связующие добавки: натрийкарбоксиметилцеллюлозу, высшие жирные кислоты, воски, многоатомные спирты и их эфиры, минеральные и растительные масла. Они позволяют получать при прессовании брикеты определенной формы, которые сохраняют прочность при длительном употреблении.

В быту в качестве дезинфицирующего и отбеливающего  средства широко используют растворы (3, 6, 10%-ные) пероксида водорода. Более  концентрированный – 30%-ный раствор  пероксида водорода – называют пергидролем. Пероксид водорода – неустойчивое (особенно на свету) химическое соединение. Оно разлагается на воду и кислород:

2H2O2 = 2H2О + O2

В момент образования кислород находится  в атомарном состоянии и лишь, затем переходит в молекулярный:

2О = O2

Атомарный кислород обладает особенно сильным окислительным свойством. Благодаря ему, растворы пероксида водорода разрушают красящие вещества и отбеливают ткани из хлопчатобумажных и шерстяных тканей, шелк, перья, волосы. Способность пероксида водорода обесцвечивать волосы используют в косметике. Она основана на взаимодействии атомарного кислорода с красящим веществом волос меланином – смесью сложных органических веществ. При окислении меланин переходит в бесцветное соединение. Следует помнить, что пергидроль вызывает ожоги кожи и слизистых оболочек.

В настоящее  время для окраски волос имеется  большой ассортимент различных  органических красителей.

Иногда  же для этой цели применяют соли серебра, меди, никеля, кобальта, железа. В таком случае крашение волос  осуществляют при помощи двух растворов. Один из них содержит соли данных металлов: нитраты, цитраты, сульфаты или хлориды, а второй – восстановители: пирогаллол, танин и др. При смешении этих растворов ионы металлов восстанавливаются до атомов, которые и осаждаются на поверхности волос.

Наиболее  распространенный лак для ногтей представляет раствор нитроцеллюлозы в органических растворителях. Нитроцеллюлозу получают нитрованием целлюлозы (хлопковой  или древесной) смесью азотной и  серной кислот. Она является сложным эфиром азотной кислоты и характеризуется общей формулой

[C6H7O2(OH)3–x(ONO2)x]n.

В качестве растворителей используют амиловый эфир уксусной кислоты, ацетон, различные  спирты, этиловый эфир, а также их смеси. В лак добавляют пластификаторы – касторовое масло или другие экстракты, которые препятствуют обезжириванию ногтей и предотвращают их ломкость.

Следует отметить, что косметика тесно  соприкасается с гигиеной, так  как имеется много косметических  средств (лосьоны, кремы, шампуни и  др.), которые выполняют и гигиеническую функцию.

Дезодоранты и озоновый «щит»  планеты

Каждый  знает, что дезодоранты – это  средства, устраняющие неприятный запах  пота. На чем основано их действие? Пот  выделяется особыми железами, расположенными в коже на глубине 1...3 мм. (Приложение №2)    У здоровых людей на 98...99% он состоит из воды. С потом из организма выводятся продукты метаболизма: мочевина, мочевая кислота, аммиак, некоторые аминокислоты, жирные кислоты, холестерин, в следовых количествах белки, стероидные гормоны и др. Из минеральных компонентов в состав пота входят ионы натрия, кальция, магния, меди, марганца, железа, а также хлоридные и иодидные анионы. Неприятный запах пота связан с бактериальным расщеплением его составляющих или с окислением их кислородом воздуха. Дезодоранты (косметические средства от пота) бывают двух типов.

1. Тормозят разложение выводимых с потом продуктов метаболизма путем инактивации микроорганизмов или предотвращением окисления продуктов потовыделения.
2. Действие второй группы дезодорантов основано на частичном подавлении процессов потовыделения.

Такие средства называют антиперспиранами. Этими свойствами обладают соли алюминия, цинка, циркония, свинца, хрома, железа, висмута, а также формальдегид, таннины, этиловый спирт. На практике из солей  в качестве антиперспирантов чаще всего используют соединения алюминия. Перечисленные вещества взаимодействуют с компонентами пота, образуя нерастворимые соединения, которые закрывают каналы потовых желез и тем самым уменьшают потовыделение. В оба типа дезодорантов вводят отдушки.

Чем же создается давление в аэрозольных  баллонах? Это не праздный вопрос, так  как с ним, можно сказать, связана  судьба человечества. Рабочее давление в баллонах создается парами сжиженного газа, либо за счет сжатого газа, например, N2, CO2 или N2O. До сих пор баллоны со сжатыми газами применялись редко, поскольку их рабочее давление падает по мере расходования содержимого баллона, т.е. по мере увеличения объема парового пространства. Давление над сжиженным газом постоянно, так как оно поддерживается испарением жидкости и заполнением увеличивающегося пространства. В качестве веществ, создающих давление в аэрозольных баллонах, оказались удобными фторхлоруглероды.

Так, при 21°C давление паров над жидким CF2Cl2 составляет 5 атм, а над смесью (50%:50%) CF2Cl2 и CF2Cl2 2,5 атм. Эти вещества, кроме того, обладают важным свойством – малой химической активностью по отношению ко многим веществам. Легкокипящие и химически инертные вещества, используемые для создания повышенного давления в аэрозольных баллонах, называют пропеллентами. Таким образом, в аэрозольных баллонах в жидком веществе (основе), ради которого и создается устройство, содержится жидкий пропеллент. Довольно часто растворы аэрозольного баллона (одеколоны, кремы для бритья и др.) содержат воду. Пропелленты CF2Cl2 и CFCl3 со временем частично гидролизуются (взаимодействуют с водой) и поэтому нежелательны. В таких случаях в качестве пропеллента используют CF2Cl – CF2Cl (1,2-дихлортетрафторэтан). В настоящее время принято международное соглашение по сокращению производства аэрозольных баллонов, содержащих в качестве пропеллентов фторхлоруглероды, поскольку установлено, что они плохо влияют на озоновый слой Земли.