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IMPACTO AMBIENTAL DE
PRODUCTOS QUÍMICOS
AUXILIARES USADOS EN LA INDUSTRIA TEXTIL
ARGENTINA
ANEXO II. SECUESTRANTES
Indice |
1. Caracteristicas Fisioquímicas
1.1Aminopolicarboxilatos
1.2 Polifosfatos
1.3 Fosfonatos
1.4 Hidroxicarboxilatos
1.5 Poliacrilatos o policarboxilatos
1.6 Derivados de poliacrilatos y azúcar
3. Aplicación en el campo textil
3.1 Tratamiento previo
3.2 Tintura
3.3 Lavado posterior a la tintura
4. Detección de efluentes y grado de biodegradabilidad
4.1 Definiciones
4.2 Métodos de evaluacion
4.3 Resultados teóricos
6.1 Algunos conceptos sobre toxicidad
6.2 Algunos ejemplos de efectos toxicológicos
1. Características fisioquímicas |
Los secuestrantes trabajan por un mecanismo de formación de complejos, a menudo formando quelatos . Un agente quelante contiene sustituyentes adecuadamente localizados como para formar uno o más anillos quelantes por donación de un electrón al ión metálico. Se forma así un compuesto de coordinación donde la molécula está formada por un átomo central, generalmente el ión metálico conocido como aceptor, ligado al agente quelante, que puede ser un ión o molécula orgánica o inorgánica, conocido como donante. El complejo resultante permanece soluble e inocuo en las condiciones del proceso. Aunque los ligantes puramente inorgánicos son bien conocidos, el desarrollo y aplicación se ha producido especialmente en el campo de los ligantes orgánicos, por la variedad de productos que es posible sintetizar y cada uno de ellos con propiedades específicas. Los átomos más utilizados como donantes son el nitrógeno, que se encuentra en aminas o aminas sustituidas y el oxígeno que puede estar como grupo carboxilo, fosfato o grupos hidroxi, ionizados.
Para que se formen productos altamente estables con los iones metálicos, aquellos que están compuestos por cinco o seis anillos, es necesario que en la estructura del agente secuestrante haya por lo menos dos átomos que sean donantes de electrones.
Una gran cantidad de productos tienen propiedades secuestrantes pero relativamente pocos tienen un valor comercial en el proceso textil. Hay seis grupos que son:
Requisitos para los agentes secuestrantes :
Para los procesos:
Estabilidad química en condiciones oxidantes y reductoras
Estabilídad química a pH 4-14 de 25 a 100 0 C
Sin espuma
Buena solubilidad en presencia de altas concentraciones de sales.
Ninguna toxicidad con las enzimas de desengomado o posr tratamiento
Buena eficacia aplicados en concentraciones sub estequiométricas
Capaz de secuestrar iones Ca, Mg, Fe, Cu sin atacar los colorantes metal complejos
Efecto dispersante de sales de Ca, Mg, Fe, Cu
Efecto despersante de colorantes pigmentos
Ecológicos :
Mínima toxicidad con humanos, plantas y animales.
Ninguna acción inhibitoria en los sistemas de tratamiento de efluentes
Fácilmente degradables
1.1 Aminopolicarboxilatos
Son fuertes agentes quelantes y entre ellos el más común es indudablemente el ácido etilendiamino tetracético, generalmente conocido como EDTA. Estos productos se venden en su forma ácida o como su sal sódica. El EDTA se comercializa habitualmente como sal di ó tetrasódica. Otros compuestos importantes de este grupo son el ácido dietilen triamino pentaacético (DTPA) y el ácido nitrilo triacético (NTA), ambos también como sal sódica.


En ciertas circunstancias son también útiles los derivados de estos ácidos aminopolicarboxílicos donde uno o mas de los grupos carboximetílicos ha sido reemplazado por un grupo hidroxietilo, dando un ácido hidroxiamino carboxílico. Los ejemplos más importantes son el ácido N-(hidroxietil) etilendiaminotriacético (HEDTA), donde el grupo carboximetil del EDTA ha sido reemplazado por un grupo hídroxietilo y la NN-bis(hidroxietil)-glicina (DEG), donde han sido sustituidos dos de los grupos NTA.

Los aminopolicarboxilatos actúan como agentes secuestrantes por formación de estructuras en las cuales cada ión metálico es quelado por uno o más de los cinco lados del anillo. A menudo se supone que una molécula de secuestrante reacciona con un ión metálico, suposición que es válida para muchos casos prácticos. La naturaleza de los complejos formados puede depender sin embargo de otros factores como, por ejemplo, el pH del medio.
Es difícil representar tales estructuras en detalle ya que habitualmente contienen, además, agua de solvatación. Por ello es conveniente adoptar una representación simplificada omitiéndola. A continuación podemos ver la representación del complejo EDTA-calcio.

El calcio está retenido por tres lados del anillo y las flechas representan las ligaduras de coordinación. A pH inferior a 11 la estructura se parece más a la figura, que es semejante, también, al complejo formado por el NTA.

1.2 Polifosfatos
Varios polifosfatos son efectivos agentes secuestrantes en condiciones adecuadas. El más conocido es el hexametafosfato de sodio [ Na2(Na4P6O18)] .Están también el polifosfato de sodio, tripolifosfato de sodio (trifosfato de sodio) trimetafosfato de sodio y pirofosfato de sodio.

Estos productos forman un complejo soluble con los cationes metálicos que se quieren eliminar por un proceso de intercambio iónico, como se puede ver a continuación para el caso del hexametafosfato de sodio con el calcio.

La desventaja de los polifosfatos es que a la temperatura usada en muchos procesos textiles, 1000 C o más, se pueden hidrolizar en fosfatos más simples que no retienen secuestrado el átomo metálico. Esta es una de las principales razones por la que los polifosfatos son utilizados en mucha menor escala que los más estables y versátiles aminopolicarboxilatos.
1.3 Fosfonatos:
Este grupo de productos es un compromiso estructural entre los compuestos aminocarboxílicos y los polifosfatos. Ejemplos de estos fosfonatos aminopolicarboxilados son los ácidos:
aminotrimetilénfosfónico (ATMP), hidroxietano difosfónico (HEDP), etilendiamino tetrametilfosfónico (EDTMP), hexametilendiaminotetrametilénfosfónico (HDTMP) y dietilentriaminopentametilenfosfónico (DTPMP). Se comercializan principalmente como sal sódica. Estos secuestrantes tienden a reemplazar a los aminopolicarboxilatos.


1.4 Hidroxicarboxilatos:
Los agentes secuestrantes más conocidos de esta serie son los ácidos: cítrico, tartárico, glucónico y muy raramente el ácido oxálico, por sus características tóxicas. Estos productos, como agentes secuestrantes, son mucho menos importantes que los aminopolicarboxilatos y los polifosfatos.

1. 5 Policarboxilatos o poliacrilatos.
Se producen por polimerización del ácido acrílico P(AA) o de la mezcla de ácido acrílico y ácido maleico P(AA-MA). No son acomplejantes sino buenos dispersantes

1. 6 Derivados de los poliacrilatos y el azúcar
Son copolímeros del ácido acrílico y azúcar Se producen usando principalmente ácido acrílico como monómero y ácido maleico o metacrílico como copolímero , reaccionando con moléculas de azúcar que le aportan las características de biodegradabilidad.

2. Efecto secuestrante |
Dentro de las reacciones que se producen con los diferentes agentes secuestrantes, es útil considerar con más detalle aquellas que se producen por quelación. Esta es una reacción reversible donde el equilibrio depende del pH y la concentración de los reactivos.
secuestrante + ión metálico Ö complejo quelado
Los complejos quelados son menos estables a altas temperaturas, cosa que en la práctica no se tiene en cuenta. La estabilidad de los complejos se expresa generalmente por la constante de estabilidad, que es el logaritmo de la constante de equilibrio. Una alta constante de estabilidad indica un alto efecto secuestrante. En el caso de los aminopolicarboxilatos y para un ión metálico en particular, la constante de estabilidad aumenta en el orden NTA <HEDTA< EDTA< DTPA. Los metales pueden también ordenarse en orden creciente de estabilidad: Mg2+ Ca2+ Mn2+ Al3+ Zn2+ Co3+ Pb2+ Cu2+ Ni3+ Fe3+. Combinando ambas escalas podemos ver que el complejo que tiene menor estabilidad es el formado por Mg-NTA y el de máxima estabilidad Fe3+ - DTPA. Las escalas de valores constituyen series de desplazamiento. Esto significa que en un sistema conteniendo más de un metal el complejo que preferentemente se forma es aquel que tiene mayor constante de estabilidad. Una vez que esos iones metálicos han sido secuestrados completamente, la cantidad de agente secuestrante remanente comienza a actuar sobre el otro ión metálico que tenga mayor constante de estabilidad.
Si a un sistema donde hay un complejo ya formado se agrega un ión metálico que tenga mayor constante de estabilidad, este último desplaza al anterior, el cual será secuestrado solamente en el caso de haber cantidad suficiente de quelante para ambos. El pH de un sistema tiene influencia sobre la constante de estabilidad de un complejo, por lo que es importante tenerlo en cuenta cuando se va a seleccionar un agente secuestrante. Los polifosfatos inorgánicos tienden a ser más eficientes en condiciones ligeramente ácidas mientras que los aminopolicarboxilatos generalmente se comportan mejor en medio neutro o alcalino, a pesar que a un pH 4,5 tienen aún algo de efecto. Las generalizaciones pueden ser engañosas ya que el poder secuestrante de un determinado producto varía de un metal a otro a diferentes pH. Los fosfatos son buenos secuestrantes para calcio y magnesio, pero, considerablemente menos efectivos para cationes trivalentes que pueden ser secuestrados eficientemente con NTA, EDTA y DTPA a pH alrededor de 9. A pH más alto el Fe3+ tiende a precipitar a partir de estos complejos. Principalmente por esta razón se desarrollaron los hidroxiaminocarboxilatos.
El HEDTA, por ejemplo, secuestra Fe3+ a pH 9 y el DEG lo hace bien a pH 12. Aunque es efectivo con la mayoría de los metales, el DEG no secuestra calcio ni magnesio y el HEDTA no es tan eficiente como los aminopolicarboxilatos. A pH superior a 12 el Fe3+ puede ser secuestrado con trietanolamina sola o combinada con EDTA. La mayoría de los iones di- y trivalentes, con excepción de los metales alcalinotérreos, pueden ser quelados por los ácidos cítrico y tartárico. El ácido cítrico puede secuestrar hierro en presencia de amoníaco. El ácido glucónico es especialmente útil por su efecto secuestrante en soluciones de soda cáustica.
3. Aplicación en el campo textil |
Dentro de las ofertas de mercado para productos secuestrantes se encuentran los seis grupos de productos mencionados
Desde el punto de vista de la aplicación de los productos ofrecidos en el mercado, es muy difícil hacer una evaluación y comparación de la efectividad, puesto que, por lo general, son mezclas formuladas para un efecto en particular y con condiciones de aplicación bien definidas.
Para el caso Textil en particular, enfocamos el tema desde tres áreas.
3-1.-Tratamiento Previo.
3-2.-Tintura.
3-3.-Lavado posterior a la tintura.
3.1 Tratamiento previo
Para éste proceso necesitamos un producto con:
Productos de extracción aplicables en medio neutro: con el desencolado en el caso de mercadería plana, o bien en un lavado previo al blanqueo cuando se trata de tejido de punto.
Productos de extracción aplicables en medio ácido, reforzando el efecto del ácido en lavados previos al blanqueo.
Productos que actúan en medio alcalino, secuestrando Fe, Cu, Ca, Mg en forma más o menos específica de acuerdo a las exigencias de la mercadería.
3.2 Tintura.
En éste caso necesitamos productos que tengan:
3.3 Lavado posterior a la tintura.
En éste caso se requiere:
4. Detección en efluentes y grado de biodegradabilidad |
Los secuestrantes aportan a los efluentes carga contaminante de naturaleza orgánica, la cual se expresa en la legislación de control respectiva como Demanda Química de Oxígeno (DQO) y Demanda Bioquímica de Oxígeno(DBO a 5 días-20°C).
4.1 Definiciones
Biodegradabilidad
La biodegradación es la ruptura molecular de un sustrato orgánico, resultante de la acción enzimática de microorganismos vivos que usan este sustrato como alimento.
La biodegradación primaria implica un grado de biodegradación del sustrato suficiente como para que desaparezcan las propiedades caracteristicas de la molécula original.
La biodegradabilidad avanzada se alcanza cuando la molécula del sustrato se divide en segmentos mas pequeños.
La biodegradación total o última es la que se produce a través de una secuencia de ataques enzimáticos para reducir el sustrato a la estructura más simple posible. En los sistemas aeróbicos, se generan C02, H20 y las sales minerales de otros elementos presentes. En los sistemas anaeróbicos, en los que el ataque microbiano ocurre en ausencia de oxígeno disuelto, se genera también metano junto a los productos antes mencionados.
DQO ( Demanda Química de Oxígeno ) :Es la cantidad de Oxígeno requerido para oxidar la materia orgánica de un efluente por acción de un agente oxidante , dicromato de potasio, en las condiciones definidas por la norma en aplicación.
DBO ( Demanda Bioquímica de Oxígeno ) : Es la cantidad de oxígeno requerida para descomponer la materia orgánica de un efluente por acción bacteriana aeróbica, en un período de 5 días a 20 C, en las condiciones definidas por la norma en aplicación. Mide la cantidad de oxígeno que consumen las bacterias para su desarrollo, usando como sustrato la materia orgánica contenida en el efluente.
4.2. Normas de evaluacion.
**Métodos internacionales
La Organización para la Cooperación Económica y Desarrollo (OECD) de la CEE ha propuesto diferentes ensayos para evaluar la biodegradabilidad última de un compuesto orgánico soluble en agua.
Estos métodos de laboratorio se diferencian tanto por la metodología del ensayo como por la posibilidad de transferencia de los resultados obtenidos, a las condiciones reales existentes en los cursos naturales de agua y en las instalaciones de plantas depuradoras de efluentes.
Método OECD 301 D (Closed Bottle test):
Consiste en inocular una solución acuosa mineral de la sustancia en ensayo con un número relativamente pequeño de microorganismos (cultivo mixto de bacterias) en frascos que se cierran herméticamente, los cuales se incuban a una temperatura de 20 ºC durante 29 días. La cantidad de oxígeno consumido por las bacterias en su metabolismo, utilizando como única fuente de carbono el de la sustancia en ensayo, expresado como porcentaje de la Demanda Total de Oxígeno (si se conoce su fórmula) o de la Demanda Química de Oxígeno (DQO) , da el porcentaje o grado de "Biodegradabilida fácil". Un valor igual o superior al 60% califica a la sustancia como "fácilmente biodegradable", pudiendo admitirse, en tal caso, que se degradará en forma rápida y completa en el medio ambiente.
Método OECD 303 ("Coupled Units Test"):
Se utiliza un modelo en escala laboratorio de una planta de tratamiento biológico de barros activados,en régimen continuo de alimentación. Se emplea como referencia un agua residual sintética, siendo relativamente elevada la concentración de biomasa actuante. En el agua residual sintética se introduce la sustancia objeto del ensayo, fijándose el tiempo de permanencia medio en el sistema entre 3 y 6 horas, en correspondencia con el que existe en las plantas depuradoras de líquidos cloacales de tipo convencional. En el ensayo, se utilizan dos instalaciones paralelas, de las cuales una se prepara con agua residual sintética y la otra con agua residual adicionada de las sustancia objeto del ensayo. La degradación se mide utilizando como parámetro el Carbono Orgánico Disuelto. Este ensayo es muy laborioso pero permite hacer conclusiones más precisas acerca de la influencia de la sustancia estudiada en las instalaciones reales de depuración.
Método de Zahn-Wellens.
El método se basa en poner en contacto el producto en ensayo, diluído en un medio acuoso con nutrientes, con barro activado , en un recipiente de vidrio provisto de un agitador y un aireador durante 28 días a 22 ºC. El barro activado se obtiene de una planta de depuración de líquidos cloacales y se utiliza en una concentración relativamente alta (200-1000 mg/l) . La degradación del producto se mide en términos de Carbono Orgánico Disuelto o de DQO , referida a la concentracíón de tales parámetros al comienzo del ensayo. Si la remoción neta al cabo de 28 días alcanza o supera el 70% ,el producto será considerado biodegradable. Esta método incluye la eliminación del producto por acción metabólica microbiana sino tambien por la adsorción de aquel por el barro activado.
**Métodos Nacionales
* Biodegradabilidad Total: Norma IRAM 25610/94
Esta Norma se utiliza para cualquier tipo de tensioactivo y, por extensión, a cualquier sustancia soluble en agua.
Se fundamenta en la simulación, en escala laboratorio, de los fenómenos de degradación biológica aeróbica que ocurririan en un sistema de barros activados discontinuo, cuyo sustrato fuera, exclusivamente, el producto en estudio.
En este ensayo, la sustancia a ensayar, en solución acuosa de bionutrientes minerales, es sometida como única fuente de Carbono a la acción metabólica de un cultivo mixto de microorganismos proveniente de la cámara de barros activados de una planta depuradora de líquido cloacal, previamente aclimatado a las características de dicha sustancia.
Si la remoción neta de DBO en las condiciones de ensayo es igual o superior al 70%, al cabo de 28 días de contacto entre una solución acuosa de bionutrientes y el producto a ensayar, con una masa microbiana aclimatada, el producto en cuestión será considerado biodegradable.
4. 3 Resultados de los ensayos de laboratorio
Fórmula |
DQO |
DBO |
SAAM* |
P total |
N orgánico |
egradabilidad |
Acumu-acion. |
EDTA |
1.3 g O / g |
50 mg O / g |
+ |
-- |
+ |
baja < 10% |
no |
NTA |
+ |
+ |
-- |
-- |
+ |
alta > 70% |
no |
Polifosfatos |
+ |
-- |
-- |
+ |
-- |
no |
no |
Fosfonatos |
+ |
+ muy baja |
-- |
+ |
+ HEDP -- |
muy baja |
no |
Hidroxicarb. |
+ |
+ |
-- |
-- |
-- |
alta |
no |
Policarbox. |
+ |
+ muy baja |
-- |
-- |
-- |
baja < 20% |
no |
Der. azúcar |
+ |
+ |
-- |
-- |
-- |
alta > 60% |
no |
+ detección positiva - detección negativa * Sustancias activas al azul de metileno
En términos generales se puede decir que los secuestrantes no se muestran como " fácilmente biodegradables ", si se los evalúa con los métodos de laboratorio indicados . Se usan ampliamente en los jabones y detergentes de uso doméstico en sus carácter de dispersantes y ablandadores de aguas duras y aportan a los desagües su carga contaminante.
5. Tratamiento de los efluentes |
El efluente textil contiene diferentes tipos de materia orgánica que se utilizan en los procesos. Los porcentajes aproximados de la carga que aportan son:
| Desencolado Productos naturales de las fibras Humectantes y detergentes Colorantes y blanqueadores Auxiliares Reductores Acidos orgánicos Aprestos |
57 5 18 1 7 3 7 1 |
% % % % % % % % |
Los secuestrantes usados están incluidos en el rubro Auxiliares de lo que se deduce que su aporte a la carga contaminante es muy baja.
Los efluentes que contienen los productos del proceso textil pueden ser tratados de varias formas. En términos generales, los tratamientos pueden considerarse físico-químico o biológico.
5.1. Tratamiento fisico-quimico
Consiste en la coagulación - floculación y separación de los productos que se encuentran en estado de coloide, dispersión y/o suspensión , por el agregado de sustancias tales como cloruro de hierro (Cl Fe3 ) , sulfato de aluminio (SO4)3Al2, sulfato ferroso (SO4Fe), óxido de calcio (OCa), polielectrolitos aniónicos o catiónicos.
5.2. Tratamiento biologico
Los productos adecuados para ser tratados con procedimientos biológicos, deben reunir las siguientes condiciones :
El tratamiento biológico de efluentes consiste en imitar y acelerar el proceso natural que se realiza en los cursos de agua por la acción de microrganismos en condiciones de temperatura, pH y tiempo adecuados, por el cual las materias orgánicas solubilizadas o suspendidas en el medio acuoso son degradadas a fracciones químicas compatibles con la vida natural de las aguas.

El efluente se filtra a través de rejas y tamices, eventualmente se le aplica un tratamiento físico-químico para precipitar parte de la carga y luego se lo somete a sucesivas aereaciones y decantaciones, que permiten la degradación aeróbica hasta los valores adecuados para su volcado a un curso de agua o desagüe .
6. Aspectos toxicológicos |
6. 1 Algunos conceptos sobre toxicidad
La toxicidad es el efecto dañino que ocurre en humanos, animales, plantas o microorganismos como resultado de la acción de una sustancia química.
Este efecto adverso puede tomar formas variadas tales como enfermedad, deformidad, modificaciones del comportamiento, cambios en la reproducción, daño genético o muerte.
La toxicidad es un resultado directo de la acción de una sustancia química o de una mezcla de sustancias químicas. Los pesticidas organofosforados son tóxicos porque causan daño directo sobre los organismos.
Los sólidos suspendidos y una alta carga orgánica en el agua son ejemplos de sustancias que son nocivas pero no tóxicas puesto que el efecto sobre los organismos es indirecto. Los sólidos suspendidos limitan la cantidad de luz que penetra en el agua, reduciendo en consecuencia la tasa de fotosíntesis, lo que a su vez reduce la tasa de crecimiento de las algas. Una alta carga orgánica biodegradable determina el consumo del oxígeno disuelto en el agua por parte de los microorganismos hasta niveles que resultan críticos para la supervivencia de los peces.
La toxicidad se evalúa mediante bioensayos que consisten en exponer organismos vivos a las sustancias y registrar los efectos sobre los organismos.
Test de toxicidad:
Se toman organismos, algas, bacterias, peces, crustáceos, y se los enfrenta al producto o sustancia a ensayar, a diferentes concentraciones; se determina para cada concentración el número de organismos afectados. Se establecen así varios parámetros:
CL50 (Concentración letal 50): es la concentración de tóxico que mata al 50 % de los organismos ensayados.
CE50 (concentración efectiva 50): es la concentración de tóxico que produce el 50% del efecto tomado como indicador de toxicidad.
Concentración inhibitoria: es la concentración de tóxico que inhibe un proceso biológico, tal como la reproducción en un determinado porcentaje.
NOEC (No observed effect concentration): es la máxima concentración de tóxico para la cual no se observan efectos sobre los organismos ensayados.
LOEC (Low observed effect concentration): es la mínima concentración de tóxico para la que se observan efectos sobre los organismos.
Para todos los parámetros definidos anteriormente, cuánto menor sea la CL50 para un determinado producto, más elevada será su toxicidad.
La Unidades tóxicas (UT) : se definen de la siguiente manera
1
Unidad tóxica aguda (Uta) = ----- x 100 (expresada en %)
CL501
Unidad tóxica crónica (Utc) = ----- x 100 (expresa en %)
NOEC
Las unidades tóxicas tienen una relación directa con la toxicidad; cuando el número de unidades tóxicas es mayor, la toxicidad es mayor.
Equitox (Equivalentes tóxicos): es el cociente entre la CE50 de un tóxico de referencia y la CE50 de la sustancia ensayada, multiplicado por la concentración de la sustancia en la descarga.
6. 2 Algunos ejemplos de efectos toxicologicos.
EDTA
Efectos sobre el tratamiento de efluentes
La estabilización biológica del lodo activado excedente de una planta depuradora que recibe principalmente efluentes industriales se ve deteriorada gradualmente por la presencia de EDTA en un rango de concentración de 10 a 500 mg/L. Se ha observado inhibición de actividad microbiana aún con los 10 mg/L de EDTA.
De todos modos, la inhibición de microorganismos con concentraciones ambientales reales de EDTA parece ser poco probable, en vista de su baja toxicidad a la vida acuática..
Toxicidad en organismos acuáticos
Bajo condiciones ambientales prácticas o realistas, siempre existirá un exceso estequiométrico de iones calcio, de tal manera que el EDTA no ejercerá una acción tóxica afectando el balance de calcio para organismos acuáticos. No existe demasiada información acerca de la toxicidad crónica del EDTA para dichos organismos. Las concentraciones reales de EDTA en aguas superficiales son varios órdenes de magnitud inferiores a aquellos que podrían ejercer algún efecto adverso sobre la vida acuática.
Bioacumulación
Es poco probable que un compuesto polar, soluble en agua como el EDTA se bioacumule en el componente lipídico de organismos acuáticos.
Ingesta diaria humana aceptable
El EDTA es un aditivo alimentario permitido en los EEUU, Holanda, Reino Unido y Dinamarca.
Para el ser humano la ingesta diaria aceptable es de 0 a 2.5 mg/Kg calculado como CaNa2EDTA.
Los niveles de EDTA en ríos que proveen de agua para consumo es usualmente inferior a 25 microgramos/L y no ofrecen riesgo alguno para el ser humano.
POLIFOSFATOS
Toxicidad
De acuerdo con las normativas de la CE, así como las de las regulaciones alemanas para tratamiento de agua potable el valor límite de fosfatos para agua potable es de 5 mg/l P2O5, es decir 2.2 mg/l de P. Estas cifras no son relevantes como tóxicas. Como compuestos vitales, los fosfatos son inofensivos desde un punto de vista toxicológico.. La dosis letal de los diferentes fosfatos, ampliamente utilizados en productos alimenticios, se encuentra en rangos que van desde 2650 y 10300 mg/Kg, para ingesta oral. En comparación, la dosis letal para NaCl es de 5890 mg/Kg. Los niveles de toxicidad aguda para fosfatos en animales exceden la ingesta diaria normal de P en humanos en un factor de 50. Un nivel dietario de 5 a 7 g/día de ortofosfato monosódico no produce efectos adversos en humanos.
FOSFONATOS ORGANICOS
Toxicología
Para peces e invertebrados, la toxicidad aguda generalmente se produce para concentraciones que superan las 100 ppm..
Para peces, se realizaron estudios de toxicidad a largo plazo y no mostraron diferencias significativas respecto de los realizados en 96 hs, indicando que estos materiales no son tóxicos por acumulación. Se ha demostrado que la toxicidad es inversamente proporcional a su peso molecular; cuanto más grande es la molécula, menor es su efecto tóxico..
Los fosfonatos, que son efectivos agentes quelantes, ofrecen protección a los organismos acuáticos, dado que impiden el efecto tóxico de los metales pesados.
Los fosfonatos se pueden clasificar como no tóxicos o levemente tóxicos para un gran número de especies.
POLYCARBOXILATOS O POLIACRILATOS
Dado que los polycarboxilatos han sido incluidos dentro de las formulaciones de detergentes desde hace solo unos pocos años, las investigaciones acerca de propiedades toxicológicas y ecológicas datan de muy poco tiempo atrás. Algunas publicaciones de los últimos años llegan a la conclusión que los detergentes con polycarboxilatos no han sido suficientemente investigados como para evaluar su compatibilidad ambiental.
La floculación con sales de aluminio e hierro permiten la remoción y eliminación de más del 90% de algunos polycarboxilatos.
Los poliacrilatos no tienen un comportamiento particular desde un punto de vista toxicológico.
7. Aspectos legislativos |
Después de analizar la información disponible proveniente principalmente de países europeos, se ha encontrado que no existen legislaciones específicas acerca de los secuestrantes
Donde sí existen algunas regulaciones o acuerdos es en la fabricación y usos en detergentes domésticos o industriales.
En la línea de productos de aminopolycarboxilatos, especialmente EDTA y NTA, no hay formalmente restricciones legales para su uso en detergentes, pero hay una acuerdo en varios paises fijando límites máximos. (Máximo valor aceptado: 5% como NTA)
En el campo de los fosfatos, la orientación principal es hacia la reducción del uso de estos productos en los detergentes más que hacia regulaciones legales para eliminarlos de los efluentes. Varias naciones de Europa mantienen económicamente el programa de eliminación de fosfatos en los efluentes.
En las regiones de Europa donde se estimula la eliminación de fosfatos junto con el tratamiento de efluentes se observa una gran mejora de las condiciones sanitarias de la superficie.
8. Conclusiones |
Los secuestrantes no significan un problema en los efluentes textiles, por la escasa carga orgánica que aportan , por no interferir en los tratamientos de purificación y por no ser tóxicos para la vida vegetal y animal, en las concentraciones de vuelco despues del tratamiento.
8.1. Aminopolicarboxilatos
Son los mejores secuestrantes reales.
NTA , HEDTA, EDTA y DTPA a pH 9, secuestran bien metales di y trivalentes pero pueden secuestrar los metales de los colorantes. A pH mayor, el Fe puede precipitar del complejo.
El HEDTA secuestra bien Fe a pH 9; el DEG lo hace bien a pH 12 pero no secuestra Ca y Mg.
No son biodegradables excepto el NTA.
El EDTA se degrada sólo el 10% en plantas de tratamiento , pero se degrada por fotólisis en los cursos de agua y en el suelo, con mayor tiempo de permanencia, por lo que no presentan acumulación
El EDTA puede degradarse en las plantas de tratamiento con bacterias pre adaptadas.
No son tóxicos para la vida acuática ni animales.
Otras sales metálicas de EDTA tienen la misma biodegradabilidad que el EDTA de Na. .
8. 2. Polifosfatos
Tienen aplicación limitada por los efectos en el proceso de eutrificación .
Secuestran bien Ca y Mg pero son menos efectivos para otros cationes .
No son biodegradables ya que son productos inorgánicos, pero se eliminan por precipitación con coagulantes tales como Cl3Al o ( SO4)2Fe3 . Tambien sirven de fuente de P para el crecimiento de las bacterias de las plantas de tratamientos, por lo que se eliminan así hasta el 35%
Se pueden controlar y no producir riesgos en el ambiente , pero hay tendencia tecnológica a su eliminación de los productos de higiene doméstica.
8. 3. Fosfonatos
Son activos formadores de complejos y buenos dispersantes , con uso creciente en la industria textil.
No afectan el tratamiento de efluentes
No son biodegradables pero se eliminan en plantas de tratamiento, a pH neutro, por absorción en el barro biologico , por pre adaptación de las bacterias o terminan de degradarse completamente en los cursos de agua.
La toxicidad es nula y no presente acumulación..
8. 4. Hidroxicarboxilatos
Son biodegradables pero, usados solos, no son muy efectivos como agentes quelantes , por lo que no son de mucha importancia en la industria textil .
8. 5. Policarboxilatos o poliacrilatos
Son buenos dispersantes e intercambiadores de iones pero no son secuestrantes.
No son biodegradables pero se eliminan por absorción en el barro biológico . Algunos tambien se eliminan hasta 90%, por precipitacion con sales de Al y Fe .
8. 6. Derivados del azúcar
Son los productos producidos específicamente para asegurar la biodegradabilidad. No son de uso muy generalizados en la industria.
9. Recomendaciones |
Se recomienda trabajar en los procesos sin excesos de secuestrante, apenas sobre las cantidades estequiométricas , eliminar los fosfatos inorgánicos y tender a los fosfonatos que representan la mejor opción actual.
10. Bibliografía |
Environmental Properties and Safety Assessment of Organic Phosphonates
Used for Detergent and Water Treatment Applications.
William E. Gledhill and Tom C.J. Feijtel.
The Handbook of Environmental Chemistry. Volumen 3.
Ed. O. Hutzinger
Polymeric Materials Polycarboxylates
Hans-Joachim Opegenorth.
The Handbook of Environmental Chemistry. Volumen 3
Ed. O. Hutzinger
Phosphates
D.Gleisberg.
The Handbook of Environmental Chemistry. Volumen 3
Ed. O. Hutzinger.
EDTA - Ethylenediaminetetraacetic Acid
K.Wolf and P. A. Gilbert
The Handbook of Environmental Chemistry. Volumen 3
Ed. O Hutzinger
Properties of hydroxyethane disphosphonate affecting its environmental
fate: degradability, sludge adsorption, mobility in soils, and bioconcentration.
V. Steber and P. Wierich
Chemosphere, vol.15, Nº 7, pag.929-945, 1986
Properties of aminotris (Methylenephosphonate) affecting its
environmental fate: degradability, sludge adsorption, mobility in soils, and
bioconcentration
J. Steber and P. Wierich.
Chemosphere, Vol. 16, Nº 6, pag 1323 - 1337, 1987
Trilon and the environment
BASF AG
Ecological evaluation of BASF dyes and auxiliaries for textile
finishing.
BASF AG
Sequestering Agents
Classification of dyeing and printing auxiliaries by fuction.
Colorants and Auxiliaries Volumen 2
Society of dyers and Colourists - 1990
Sequestrene Metal Complexing agents and metal complexes
CIBA GEIGY
Copolimeri degradabilli di acrilati di zuchero
H.Bachus, A West
Tinctoria 1/96
Biological degradable sugar acrylates copolymers as secuestering
agents.
W.B. Achwal
Colourage March 1996
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