Chemia i Biznes

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Mogą Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej "Polityce prywatności Cookies"

Rozumiem i zgadzam się

Konfiguracja makiety

Surfaktanty syntetyczne vs biosurfaktanty. Wpływ na środowisko i biodegradacja

2020-09-10  / Autor: Ilona Góral, Kamil Wojciechowski, SaponLabs sp. z o.o., Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej

Wobec zachodzących w coraz szybszym tempie zmian klimatu, bardzo istotnymi zagadnieniami dotyczącymi środków powierzchniowo czynnych stosowanych w kosmetykach są ich wpływ na środowisko oraz biodegradowalność.

Podobny problem dotyczy zresztą wielu innych gałęzi przemysłu, m.in. spożywczego, chemii gospodarczej, czy środków ochrony roślin. Z kolei, z punktu widzenia indywidualnych użytkowników, równie istotny jest wpływ stosowanych przez nich surfaktantów na skórę. Tym zagadnieniem zajmiemy się w drugiej części artykułu, w kolejnym numerze kwartalnika, podczas gdy w pierwszej skupimy się na porównaniu wpływu surfaktantów i biosurfaktantów na środowisko.

Celem obu części cyklu jest porównanie surfaktantów syntetycznych, które zapewne długo jeszcze będą dominować na rynku, z surfaktantami pochodzenia naturalnego (biosurfaktantami). Te ostatnie, chociaż znane ludzkości i środowisku od zarania dziejów, pozostają ciągle surowcami niszowymi, jednak o dużej dynamice wzrostu.

Biodegradowalność surfaktantów

W wyniku normalnego użytkowania, surfaktanty – ze względu na powszechność występowania m.in. w kosmetykach myjących oraz produktach chemii gospodarczej – przedostają się do zbiorników wodnych. Nie jest to zjawisko pożądane, zwłaszcza w przypadku nadmiernego gromadzenia się tych związków w wodach gruntowych. W skrajnym przypadku może dochodzić do pienienia wód, co z kolei niesie potencjalne konsekwencje w postaci zmniejszenia stężenia tlenu w wodzie i śmierci niektórych organizmów. Dlatego tak istotne jest skuteczne usuwanie związków powierzchniowo czynnych ze ścieków na etapie ich przetwarzania w oczyszczalni. Odbywa się to zwykle z wykorzystaniem metod biochemicznych (przy udziale mikroorganizmów) lub metod fizycznych, takich jak wypienianie, metody sorpcyjne z wykorzystaniem węgla aktywnego, bądź metody z wykorzystaniem hydrożeli kompleksujących spc.

Badania wskazują, że stężenie spc w wodach gruntowych może sięgać ok. 470 μg/l. Z kolei w ściekach domowych może wahać się w granicach 14,5-20 mg/l, a w ściekach zakładu kosmetycznego może sięgać nawet ok. 3000 mg/l. Nie dziwi więc fakt, że w ostatnim czasie coraz częściej jest poruszany aspekt biodegradowalności surfaktantów, wykorzystywanych powszechnie do produkcji kosmetyków, czy środków chemii gospodarczej. Obecnie, zgodnie z Dyrektywą EC 648/2004, każdy związek powierzchniowo czynny wykorzystywany we wspomnianych branżach powinien posiadać specyfikację, określającą jego podatność na proces biodegradacji. Najczęściej do oceny biodegradowalności surfaktantów stosuje się testy OECD 301. W zależności od wybranej metody, surfaktanty powinny charakteryzować się biodegradowalnością na poziomie co najmniej 60 lub 70% w ciągu 28 dni.

 

Związki powierzchniowo czynne mogą ulegać biodegradacji częściowej (w wyniku której związek traci swój charakter amfifilowy, a w konsekwencji – aktywność powierzchniową), bądź całkowitej (w wyniku której związek ulega całkowitej mineralizacji). Podatność danego związku na biodegradację jest składową wielu czynników. I tak na przykład, polietoksylowane alkilofenole (APE) charakteryzują się biodegradowalnością na poziomie ok. 0-20%, podczas gdy surfaktanty z grupy alkilobenzenosulfonianów (LAS) – nawet 97-99%. Wyniki te odnoszą się do badań prowadzonych w warunkach tlenowych. Natomiast, zgodnie z wynikami badań laboratoryjnych, surfaktanty LAS ulegają w znacznie mniejszym stopniu procesom rozkładu w warunkach tlenowych. Z kolei dane pozyskane z monitoringu środowiskowego nie są zgodne z wynikami analiz laboratoryjnych i wskazują na możliwość degradacji LAS w środowisku naturalnym również w warunkach beztlenowych. Przyczyna tych różnic nie została dotychczas wyjaśniona, jednak wskazuje na złożoność problemu związanego z opisem stopnia biodegradacji surfaktantów.

Biodegradowalność zależy od budowy związku powierzchniowo czynnego – zarówno jego części polarnej, jak i niepolarnej. I tak na przykład większą biodegradowalnością charakteryzują się sole metali jednowartościowych wyższych kwasów tłuszczowych (mydła sodowe) niż sole metali wielowartościowych (mydła magnezowe, wapniowe). Ich biodegradacja zachodzi na drodze β-oksydacji. W procesie tym powstaje acetylokoenzym A, który jest następnie pobierany przez komórki mikroorganizmów podczas cyklu Krebsa celem produkcji biomasy oraz energii. Proces biodegradacji mydeł może zachodzić zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych.


CAŁY ARTYKUŁ DOSTĘPNY JEST W NR 2/2020 KWARTALNIKA "CHEMIA I BIZNES. RYNEK KOSMETYCZNY I CHEMII GOSPODARCZEJ". ZAPRASZAMY


Podoba Ci się ten artykuł? Udostępnij!

Oddaj swój głos  

Średnia ocen 1/5 na podstawie 1 głosów.

Dodaj komentarz

Redakcja Portalu Chemia i Biznes zastrzega sobie prawo usuwania komentarzy obraźliwych dla innych osób, zawierających słowa wulgarne lub nie odnoszących się merytorycznie do tematu. Twój komentarz wyświetli się zaraz po tym, jak zostanie zatwierdzony przez moderatora. Dziękujemy i zapraszamy do dyskusji!


WięcejNajnowsze

Więcej aktualności



WięcejNajpopularniejsze

Więcej aktualności (192)



WięcejPolecane

Więcej aktualności (97)



WięcejSonda

Czy polski przemysł chemiczny potrzebuje dalszych inwestycji zagranicznych?

Zobacz wyniki

WięcejW obiektywie