Acció dels suavitzants tèxtils emulsionats i microemulsionats en el medi aquàtic

Abstract

Els suavitzants tèxtils, que pertanyen al grup de tensioactius catiònics, normalment són aplicats en forma d'emulsió.<br/>Una emulsió és una dispersió d'un líquid en un altre líquid (suavitzant + aigua), en la qual la mida de partícula és superior a 2 micres. No obstant aixó, s'ha aconseguit formar microemulsions de suavitzants a l'afegir uns agents microemulsionants que fan que aquests siguin sistemes coloïdals termodinàmicament estables. Aquests es caracteritzen per presentar una mida de partícula 100 vegades inferior a la de les emulsions, fet que els fa més eficients al penetrar dins els teixits i, per tant, milloren les seves propietats.<br/>L'estudi va ser plantejat per l'interès que determinades empreses tenien per treure al mercat suavitzants microemulsionats i saber quines diferències mediambientals havia entre aquests i els suavitzants en forma emulsionada.<br/>L'objectiu general d'aquest treball ha estat el donar una resposta al sector tèxtil sobre la forma d'acció dels suavitzants microemulsionats, així com avaluar el risc que suposa la seva presència en el medi aquàtic, tot comparant els resultats amb els obtinguts amb els mateixos suavitzants en forma emulsionada.<br/>L'estudi per dur a terme la valoració del risc de cinc suavitzants (DSDMAC, DSEMAMS, DSCEEMAMS, DSAEMIMS i DAAIMS) emulsionants i microemulsionats en el medi aquàtic s'ha plantejat en 4 fases. En primer lloc, per la caracterització del risc que suposa la seva presència en el medi aquàtic s'ha efectuat una sèrie de proves químiques i biològiques per a determinar la rapidesa amb què són eliminats del medi (DBO, DQO, Biodegradabilitat). En segon terme s'ha identificat sobre quins nivells tròfics pot actuar (bacteris, microalgues, crustacis i peixos). Després s'ha estimat la concentració/efecte en els diferents nivells tròfics a curt termini mitjançant assaigs de toxicitat aguda; les espècies utilitzades han estat el bacteri Photobacterium phosphoreum (CE50 15 min), tres espècies de microalgues, Chlorella vulgaris, Scenedesmus subspicatus i Selenastrum capricornutum (CI50 72h), el crustaci Daphnia magna (CE50 24h) i el teleòsti Oncorhynchus mykiss (CL50 96h). En darrer lloc, s'ha avaluat l' exposició a llarg termini mitjançant una prova de toxicitat crònica en Oncorhynchus mykiss en la qual s'ha dut a terme l'estudi histopatològic a microscopia òptica i electrònica de la brànquia i el fetge.<br/>L'estudi realitzat ens ha permès concloure que quatre dels cinc suavitzants estudiats són biodegradables tant en emulsió com en microemulsió, mentre que el cinquè (DSDMAC), no ho és. Pel que fa a les toxicitats agudes, les microemulsions són més tòxiques que les emulsions en totes les espècies estudiades; la causa de la seva major toxicitat no és deguda a la presencia dels agents microemulsionants, sinó a la menor mida de partícula. La variació en la resposta mostra la conveniència de realitzar assaigs multi-espècie a l'hora de determinar la toxicitat de qualsevol producte. Per últim, l'estudi histopatològic ha revelat que l'òrgan més afectat ha estat la brànquia dels peixos, tot i que les alteracions observades, tant en la brànquia com en el fetge, són de tipus inespecífic.

Textile softeners, which belong to the group of cationic tensioactives, are usually applied in emulsion. An emulsion is a dispersion of a liquid in another (softener + water), in which the size of the particle is greater than 2 mm. Microemulsions can be done by further adding microemulsionating agents to cause the solution to be a thermodynamically stable colloidal systems. Microemulsions are characterized by the size of their particles, being 100 times lower than those of emulsions; this fact makes them more efficient when penetrating within weaves, and therefore, improve their properties.<br/>The present study was undertaken by the interest shown by some companies to introduce microemulsionated softeners into the market and to get knowledge about the environmental differences between these and the corresponding emulsionated softeners.<br/>The main goal of this work has been to provide an assessment to the textile sector about the mode of action of the microemulsionated tensioactives as well as to evaluate the environmental risk which involves their presence into the aquatic environments.<br/>In order to carry out the risk assessment of five emulsionated and microemulsionated softeners (DSDMAC, DSEMAMS, DSCEEMAMS, DSAEMIMS and DAAIMS) four stages have been considered. First of all, the risk has been set by means of chemical and biological tests to determine their ability to be removed from the environment (DBO, DQO, Biodegradation). Secondly, the trophic levels affected have been identified (bacteria, microalgae, crustaceans, fish) and, in a later stage, it has been estimated the concentration/effect for the different trophic levels by means of short term acute toxicity tests. The species considered have been bacteria (Photobacterium phosphoreum, EC50 15min), microalgae (Chlorella vulgaris, Scenedesmus subspicatus and Selenastrum capricornutum, IC50 72h), the crustacean Daphnia magna (EC50 24h) and the fish Oncorhynchus mykiss (LC50 96h). Finally, we performed a long term study by means of chronic toxicity testing in Oncorhynchus mykiss to evaluate histopathologic lesions of the gill and the liver, using optic and electron microscopy.<br/>Concluding remarks for this study would be that four of the five softeners considered are biodegradable both, in emulsionated and microemulsionated form, whereas one of them (DSDMAC) it is not. With regard to the results of the acute toxicity testing we found that the microemulsions are more toxic than the corresponding emulsion to all the species studied. This greater toxicity is not only caused by the presence of the microemulsionating agents, but because of the smaller particle size of the tensioactive. The differences in sensibility encountered in the different tests, strongly support the convenience to perform multispecies testing when determining the toxicity of any product. In the histopathologic study, the organ most affected has been the fish gill, although observed lesions were, in all the cases not specific.