Detersivi: composizione ed inquinamento

Negli anni sessanta esordiva in televisione Calimero, protagonista di animazioni pubblicitarie create per un’azienda di detersivi, rendendo celebre il claim “Ava come lava“. In questo articolo non ci soffermeremo sulla campagna marketing attuata, ma sulla tipologia di prodotto pubblicizzata, ossia i detersivi. In particolare analizzeremo la composizione, il meccanismo d’azione attraverso il quale agiscono e l’inquinamento derivante.

Composizione e funzionalità

I detersivi o detergenti sono prodotti di uso frequente nella nostra vita quotidiana e si possono trovare sotto varie forme (liquido, polvere, ecc.). Sono costituiti da una miscela di sostanze chimiche che, presenti nell’acqua, sono in grado di rimuovere lo sporco agendo sulle componenti idrofobe come i grassi animali e vegetali, che non si solubilizzano in sistemi acquosi.

Nelle formulazioni sono presenti componenti comuni e maggiormente rappresentate come i tensioattivi e gli agenti sequestranti, ai quali si affiancano i coadiuvanti che differenziano le varie tipologie di detersivi in base alla specificità di utilizzo (superfici solide, tessuti ecc.).

Tensioattivi

I tensioattivi o surfattanti sono composti organici che espletano la loro funzione attraverso 3 azioni:

• Azione bagnante: hanno la capacità di diminuire la tensione superficiale dell’acqua permettendo una maggiore bagnabilità dello sporco.
• Azione emulsionante: il grasso viene emulsionato diventando solubile.
• Azione detergente: viene impedita la riaggregazione delle molecole di grasso solubilizzate evitando che si ridepositino.

La funzionalità dei tensioattivi deriva dalla loro struttura chimica: sono molecole anfifiliche caratterizzate da una parte idrofila ed una idrofoba. In base alle caratteristiche elettrostatiche della parte idrofila si possono suddividere in cationici, anionici, non ionici e anfoteri.

La parte idrofoba è in grado di legarsi al grasso mentre quella idrofila rimane a contatto con l’acqua. Si ha la solubilizzazione dello sporco, con la formazione di goccioline di grasso imprigionate da tensioattivi, facilitandone così la rimozione con l’acqua di risciacquo.

Agenti sequestratori di durezza

La durezza dell’acqua è un valore che esprime il contenuto totale di ioni calcio e magnesio ed influisce sui processi di lavaggio. Questi ioni possono legarsi ai tensioattivi formando dei composti insolubili, aumentando la quantità di detersivo necessaria. Per questo motivo vengono utilizzati degli agenti in grado di sequestrare questi ioni, in modo tale da incrementare il potere lavante dell’acqua.

Coadiuvanti

Sono presenti delle differenze in termini qualitativi e quantitativi di coadiuvanti, a seconda delle peculiarità che il prodotto deve avere. Sono in grado di aumentare l’efficacia dei vari detersivi e di conferire caratteristiche particolari.

• Sbiancanti

in questa categoria sono presenti agenti ossidanti, come l’ipoclorito di sodio comunemente chiamato candeggina, con una funzione sbiancante e decolorante. Agenti ottici, composti aromatici con la peculiarità della fluorescenza; sono in grado di assorbire la luce UV riemettendola ad una lunghezza d’onda maggiore, aumentando così la luminosità. Si viene a creare l’effetto ottico, solo apparente, del “bianco più bianco”.

• Enzimi

sono proteine (Es. proteasi, lipasi, ecc.) in grado di degradare selettivamente particolari tipologie di molecole. Hanno la funzione di aumentare il potere detergente a bassa temperatura.

• Ingredienti minori

sono presenti in piccole quantità (Es. conservanti, coloranti, profumi, solventi, ecc.)

Inquinamento da detersivi

L’inquinamento delle acque da parte dei detersivi è dovuto principalmente ai polifosfati (agenti sequestranti) e ai tensioattivi. L’inquinamento acquatico da fosforo è concausa, insieme all’eccessiva presenza di composti dell’azoto e dello zolfo (Es. fertilizzanti), del fenomeno dell’eutrofizzazione.

L’eutrofizzazione consiste in una crescita smisurata delle alghe, provocando non soltanto danni estetici, nel caso si tratti di località turistiche, ma alterando profondamente l’equilibrio biologico. La morte delle alghe e la loro decomposizione da parte di microrganismi aerobi, comporta la sottrazione di ossigeno ad altre forme di vita acquatica.

Una volta consumato tutto l’ossigeno, si selezioneranno specie anerobiche in grado di fermentare la componente organica, con possibile produzione di sostanze tossiche. In Italia, dagli anni 80, si sono realizzati provvedimenti legislativi per ridurre il contenuto di fosfati nei detersivi.

Al contrario dei saponi, che sono composti di sali di acidi grassi naturali, i tensioattivi sintetici contengono idrocarburi e sono molto meno biodegradabili rispetto ai primi. La presenza di questi tensioattivi nell’acqua ha un effetto tossico nei confronti della fauna ittica comportandone la morte a concentrazioni superiori a 15 mg/l.

Tuttavia, anche a concentrazioni non letali, come quelle che si osservano nei fiumi in corrispondenza di aree urbane, si hanno danni alla fauna acquatica per l’aumento di sensibilità dei pesci ad infezioni e parassitosi. Questo avviene poiché i tensioattivi danneggiano gli strati esterni di muco che proteggono i pesci da batteri e parassiti. Inoltre la capacità dei tensioattivi di abbassare la tensione superficiale dell’acqua, fa sì che i prodotti chimici organici nell’acqua siano più facilmente assorbibili dai pesci.

Biodegradazione

Negli anni 50 e 60 l’evoluzione dei detersivi è stata guidata dall’esigenza di migliorarne le prestazioni, mentre negli ultimi decenni è stata condizionata da problematiche di natura ecologica e ambientale che hanno posto l’attenzione sulla biodegradabilità. In aggiunta sono stati effettuati studi su microrganismi in grado, non solo di resistere all’azione tossica dei tensioattivi, ma anche di metabolizzarli attraverso l’omega ossidazione. Sono pertanto utilizzabili in impianti per il trattamento di effluenti. In conclusione, la scelta di molecole sempre più biodegradabili e di specie microbiche attive e resistenti, sta migliorando l’approccio al problema dell’inquinamento dei detersivi, limitandolo.

Fonti

• Università Bicocca – Lavare senza inquinare
• Lenntech – Detergenti