ECO-COMPATIBILITÀ E BASSO IMPATTO AMBIENTALE

In un articolo precedente abbiamo presentato gli obiettivi generali ed i principali risultati ottenuti da uno studio realizzato in collaborazione tra un Ente Pubblico ed una Società privata e pubblicato dalla Rivista Italiana delle Sostanze Grasse, titolato “Studio di formulazioni di detergenti per la collettività caratterizzate da elevata biodegradabilità e basso impatto ambientale”.

In estrema sintesi, ricordiamo che tra gli obiettivi che si prefiggeva tale studio c’era l’analisi, dal punto di vista della biodegradabilità, dei formulati di un pacchetto di diversi detergenti e non solo dei loro componenti tensioattivi.

Si intendeva inoltre verificare il tempo di bio-degradazione degli stessi, che per Legge è di 28 giorni massimo, per studiare la possibilità di abbassare tale limite che appare elevato.

Tale studio si è sviluppato in due parti, la prima delle quali, aveva come obiettivo la messa a punto di sistemi di depurazione su scala di laboratorio atti a consentire l’avvio dello studio della biodegradabilità e dell’impatto ambientale di tensioattivi, di formulati per la detergenza e di reflui reali contenenti tali prodotti.

La seconda parte della pubblicazione, illustra, invece, l’applicazione di una metodologia analitica di indagine per la selezione di una gamma completa di detergenti ecologici (EFDL, dall’inglese Environment Friendly Detergent Line), rispondenti alle complesse esigenze di una collettività e caratterizzati da elevata biodegradabilità e basso impatto ambientale.

L’obiettivo di questa seconda parte dello studio è stato quello di mettere a punto formulazioni di detergenti caratterizzati da comportamenti alla depurazione costanti nel tempo e altamente biodegradabili nelle reali condizioni di utilizzo (ossia nei reflui che derivano da comunità).

La gamma di formulazioni studiate corrisponde a varie tipologie di prodotti detergenti: di queste, sono state studiate le caratteristiche in termini di biodegradabilità e impatto ambientale mediante i sistemi di depurazione a fanghi attivi su scala di laboratorio: è infatti ormai appurato che l’elevata biodegradabilità di una certa sostanza inquinante non è di per sé una garanzia sufficiente di facile depurabilità, poiché negli scarichi idrici vanno a confluire, in maniera casuale, formulazioni di detergenti dalle caratteristiche molto diversificate, che possono creare problemi alla depurazione per il tipo di sostanze che contengono e per la mancanza di un opportuno acclimatamento della biomassa nei confronti di tali miscele complesse.

Sulla base dei risultati sperimentali ottenuti, è stata compilata una “classifica di merito ecologico” contenente tutti i formulati sottoposti alla sperimentazione; da tale classifica sono stati selezionati quei formulati che presentavano miglior comportamento alla depurazione, andando così a costituire la linea dei detergenti ecologici (EFDL).

La conferma della rispondenza di tale pacchetto ai requisiti ecologici è stata ottenuta mediante studio della depurazione dei suddetti prodotti con un impianto pilota di depurazione (“BIOCHECK”), simulante i processi depurativi che avvengono in un impianto su scala reale.

Infine, i risultati fin qui ottenuti sono stati “validati” andando a studiare il comportamento depurativo di un refluo reale, costituito dall’acqua di scarico campionata presso un Centro di Sperimentazione che ha utilizzato, nel periodo di prova, esclusivamente i formulati facenti parte della EFDL.

Per la determinazione della biodegradabilità sono state eseguite analisi specifiche per la determinazione dei tensioattivi:

  • Analisi MBAS (Methvlene Blue Active Substances) per i tensioattivi anionici (solfatati e solfonati);
  • Analisi BiAS (Bismuth lodide Active Substances) per i tensioattivi non ionici (etossilati).

La metodologia analitica impiegata per la selezione di tali formulati ha impiegato sistemi di depurazione a fanghi attivi su scala di laboratorio, messi a punto mediante prove preliminari e progettati in modo da simulare i processi che avvengono nei reali impianti di depurazione civili.

La valutazione dell’impatto ambientale dei detergenti, la selezione degli stessi per la formulazione della EFDL e lo studio del reale comportamento della linea ecologica di detergenti, ha previsto i seguenti passaggi:

A. Applicazione della procedura di valutazione della biodegradabilità alle seguenti sostanze:
1) singoli componenti costituenti le formula zioni complesse dei detergenti (tensioattivi puri, biocidi, antischiuma, ecc.);
2) gamma di formulazioni di detergenti, rispondenti a tutte le necessità di impiego di una collettività (detergenti per l’igiene personale, lavapiatti, brillantante, detergenti per superfici dure, ecc.);
3) miscele di diversi prodotti detergenti, al fine di valutare l’impatto ambientale dovuto alla presenza contemporanea di più formulati (situazione che si realizza poi, in pratica, in un refluo reale di una collettività).

B. Valutazione delle proprietà ecologiche di tutte le sostanze studiate e compilazione di “classifiche di merito ecologico”;

C. Selezione delle formulazioni caratterizzate dai migliori comportamenti nei confronti dei processi depurativi, e conseguente realizzazione di una EFDL;

D. Verifica delle caratteristiche ecologiche dei detergenti inclusi nella EFDL, mediante studio di un refluo reale prodotto da parte di una collettività che impiega esclusivamente i suddetti detergenti.

In tal modo è stato possibile selezionare, con successo, un gruppo di detergenti, in base alle caratteristiche di biodegradabilità e impatto ambientale; quindi, sono stati valutati eventuali effetti sinergici che possono evidenziarsi su miscele di prodotti detergenti, rispetto ad un sistema di depurazione a fanghi attivi; infine, è stato possibile riscontrare che l’impiego esclusivo di questi detergenti da parte di una collettività produce reflui che possono essere agevolmente depurati dal sistema di depurazione mediante biomassa, e ricondotti totalmente nei limiti di accettabilità per lo scarico in acque superficiali.

Per i detergenti facenti parte della EFDL non sono stati rilevati fenomeni di tossicità per i fanghi attivi né a livello acuto, né cronico. Tale risultato è di notevole rilievo sotto il profilo ambientale in quanto fornisce, attraverso una articolata procedura operativa attuabile su scala di laboratorio, la possibilità di una messa a punto efficace di formulazioni detergenti realmente “environment friendly” attraverso la valutazione del comportamento ambientale nelle effettive condizioni di campo.”

La sperimentazione in oggetto si è sviluppata in un arco temporale di 17 giorni effettivi di campionamento e corrispondenti attività di studio degli effetti del refluo campionato sul sistema di fanghi attivi.

COMMENTI E VALUTAZIONI FINALI

In precedenza abbiamo avuto modo di approfondire i concetti generali della biodegradabilità definita come un processo che comprende una complessa serie di trasformazioni operate da agenti biologici che attaccano, mutano, disgregano e infine metabolizzano un materiale, fino a ridurlo a molecole elementari quali anidride carbonica, acqua e sali minerali, in modo da renderlo, in tempi più o meno lunghi, adatto a essere riciclato nell’ambiente anziché accumularsi in esso.

Abbiamo poi esaminato quello che la recente legislazione, che adotta il Regolamento Europeo N. 648/2004, prevede in materia di biodegradabilità dei detergenti.

Viene infatti introdotta nella legislazione un’importante classificazione della biodegradabilità, dividendola in “biodegradabilità primaria” e “biodegradabilità aerobica completa”, vengono stabiliti i limiti in percentuale dei due tipi di biodegradabilità ( 80% per la “primaria” e 60% per la “completa”) e, soprattutto, vengono per la prima volta considerati tutti i tipi di tensioattivi, inclusi i cationici e gli anfoteri che prima non erano considerati.

Non vengono però comunque ancora considerati gli effetti dei “formulati” nel loro complesso.

Non è infatti detto che l’impiego di tensioattivi a basso impatto ambientale costituisca un requisito sufficiente (per quanto necessario) per ottenere formulati ambientalmente compatibili perché non è possibile prevedere il comportamento reale di un formulato sulla base delle informazioni individuali dei singoli tensioattivi, né degli altri componenti delle formule quali i solventi, i biocidi e gli antischiuma.

A questo proposito, abbiamo illustrato a grandi linee uno studio pubblicato nel 2003 dalla Rivista Italiana delle Sostanze Grasse che affronta proprio questa tematica e, cioè, se sia possibile mettere a punto dei formulati che siano effettivamente ed in quanto tali, biodegradabili nelle reali condizioni d’uso in tempi possibilmente inferiori a quelli previsti dalla legislazione corrente (28 giorni).

A questo riguardo, sulla base degli studi effettuati su:

  • tensioattivi mediante sistemi “BATCH” – in cui sono stati studiati tutte le tipologie di tensioattivi;
  • biodegradabilità e impatto ambientale dei tensioattivi mediante sistemi continui – in cui sono state effettuate analisi chimiche e biologiche COD (Domanda Chimica Ossigeno), MBAS (Methvlene Blue Active Substances), BiAS (Bismuth Iodide Active Substances), DHA (Attività Enzimatica) e SBI (Indice Biotico del fango)
  • domanda biochimica di ossigeno dei tensioattivi – con metodo BOD10 (domanda Biochimica di Ossigeno in 10 giorni);
  • biodegradabilità dei formulati mediante nricrovasche di depurazione in continuo – in cui sono stati testati vari formulati componendo una classifica di merito in funzione delle proprietà ecologiche;
  • biodegradabilità dei formulati mediante impianto di depurazione pilota “BIOTECK”;
  • impiego del “BIOTECK” per lo studio della biodegradabilità di un refluo di sintesi;
  • impiego del “BIOTECK” per lo studio della biodegradabilità di un refluo reale;
    e sui conseguenti:
  • Risultati parametri chimici
  • Risultati parametri biologici
  • Risultati parametri tossicologici
  • Risultati delle analisi cromatografiche
  • Risultati analisi chemiometriche
  • Risultati test dermatologici

Lo studio ha consentito di costituire un “pacchetto” di detergenti, in grado di soddisfare le diverse esigenze di detergenza di una collettività, cui attribuire il marchio distintivo EFDL (dall’inglese Environment Friendly Detergent Line), in ragione delle sue caratteristiche di elevata biodegradabilità e compatibilità ambientale.

La valutazione dell’impatto ambientale prodotto da molecole inquinanti è stato stimato attraverso la valutazione di parametri biologici che forniscono informazioni circa lo “stato di salute” del fango e la sua capacità di degradare le molecole con cui viene a contatto.

In tal modo, la valutazione di entrambi i parametri, la biodegradabilità e l’impatto ambientale, fornisce un’esauriente quadro circa il comportamento depurativo delle molecole studiate.

La valutazione del comportamento ambientale di formulazioni ha permesso di acquisire esperienze ed evidenze che testimoniano come, in alcuni casi, sia possibile conseguire un migliorato comportamento del formulato con la sostituzione di componenti critici. In altri casi, invece, le sostituzioni operate e le riformulazioni dei prodotti non hanno portato a sostanziali benefici.

Sulla base degli elementi raccolti, sono stati individuati 11 formulati che sono andati a costituire la EFDL.

Nell’impostazione generale del progetto, uno degli elementi di fondo è costituito dalle particolari condizioni sperimentali: le caratteristiche di compatibilità ambientale sono dimostrate non solo in test predisposti allo scopo, ma anche nelle reali condizioni d’uso, dove numerosi fattori possono sovvertire le previsioni basate sulla conoscenza dei comportamenti dei singoli componenti delle complesse miscele in gioco.

Per questo motivo, la fase decisiva e conclusiva del lavoro è stata dedicata allo studio del comportamento dei suddetti formulati facenti parte della EFDL in una sperimentazione “su campo” appositamente progettata.

Tale sperimentazione ha permesso di riscontrare che l’impiego esclusivo dei detergenti della EFDL da parte di una collettività produce reflui che possono essere agevolmente depurati e ricondotti nei limiti di accettabilità per lo scarico in acque superficiali (abbattimento medio MBAS 96,8 %; BiAS 83,3 %, COD 90,5 %).

E’ inoltre dimostrato che l’uso della suddetta famiglia di detergenti, pur richiedendo una inevitabile acclimatazione da parte del fango, non produce fenomeni di tossicità né a livello acuto, né cronico; inoltre i detergenti impiegati hanno un comportamento sostanzialmente omologo dal punto di vista della depurabilità.”

Sulla base dei risultati dello studio summenzionato, i Laboratori ARCHA S.r.l. hanno quindi potuto certificare che “dai risultati sperimentali ottenuti, illustrati nella allegata pubblicazione scientifica*, si può infatti dedurre che tali formulati, presenti in un refluo reale, presentano una biodegradabilità superiore al 98% in un tipico impianto a fanghi attivi di tipo civile”

(*: Studio di formulazioni di detergenti per la collettività caratterizzate da elevata biodegradabilità e basso impatto ambientale)

Pensiamo che questo possa essere il commento finale migliore e più incoraggiante per stimolare ulteriori e più approfonditi studi in materia di protezione ambientale almeno per quanto riguarda il settore dei detergenti.