CITTA’ STUDI - BIELLA

Master in Tessile e Salute

“Valutazione ecotossicologica di manufatti tessili:

determinazione del pentaclorofenolo e del pH su

estratto acquoso”

Tutor aziendale: Dott. Riccardo INNOCENTI

Azienda: ISTITUTO CNR-ISMAC - BIELLA

Tesina finale di:

Roberta Rossa Sergente

Anno Formativo 2005-2006

"Ai sensi della legge 196/2003 autorizzo il trattamento e la comunicazione e/o diffusione dei dati personali"

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Indice

1. INTRODUZIONE PROGETTO………………………..pag. 2

2. PRESENTAZIONE AZIENDA………………………...pag. 3

3. NORMATIVE…………………………………………..pag. 4

4. DESCRIZIONE DEI CAMPIONI………………………pag. 8

5. DETERMINAZIONE pH……………………………….pag. 10

5a. valutazione dell’indicatore pH

5b. procedimento per la determinazione del pH su estratto

acquoso

5c. apparecchiature utilizzate

5d. risultati ottenuti dalle analisi dei campioni

5e. conclusioni

6. DETERMINAZIONE PENTACLOROFENOLO……..pag. 16

6a. descrizione della molecola e sue caratteristiche

6b. procedimento per l’analisi del pentaclorofenolo

6c. apparecchiature utilizzate

6d. risultati ottenuti dalle analisi dei campioni

6e. conclusioni

7. CONSIDERAZIONI FINALI………………………….pag. 27

8. BIBLIOGRAFIA…………………………...…………..pag. 28

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1. INTRODUZIONE

Il progetto “Valutazione ecotossicologica di manufatti tessili: determinazione del

pentaclorofenolo e del pH su estratto acquoso” è stato svolto presso i laboratori del

CNR-ISMAC di Biella.

Tale progetto si propone di definire il grado di qualità ecotossicologica dei

manufatti tessili, analizzando la presenza di pentaclorofenolo e valutando il valore

di pH su estratto acquoso.

Per prima cosa si è compiuta una ricerca bibliografica sulla pericolosità del

pentaclorofenolo, sul suo metodo di determinazione e sugli eventuali processi di

contaminazione dei manufatti tessili.

Altra ricerca bibliografica ha riguardato il metodo di determinazione del pH su

estratto acquoso, e la sua utilità nell’individuare la qualità dei trattamenti eseguiti

sui manufatti tessili.

Sono state infine analizzate le principali normative europee esistenti; particolare

attenzione è stata posta ai marchi ecologici Ecolabel e Oekotest, infatti i risultati

delle analisi sono state poi confrontate con i limiti imposti da tali marchi.

Dalla seconda metà degli anni ‘90 le caratteristiche eco-tossicologiche dei prodotti

tessili hanno assunto un’importanza sempre maggiore nella valutazione del

controllo qualità dell’industria tessile. Quindi il rispetto dei requisiti eco-

tossicologici nella produzione dei manufatti tessili diventa una condizione

fondamentale per la corretta commercializzazione del prodotto tessile.

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2. PRESENTAZIONE AZIENDA.

Il CNR-ISMAC ha sede a Biella nel polo di Città Studi in cui sono presenti enti ed

istituti di ricerca e di formazione, tra cui il Politecnico di Torino con il corso di

laurea di primo livello in Ingegneria Tessile, l'Istituto Tecnico Industriale "Q.

Sella" scuola di formazione superiore, l'Associazione Tessile & Salute ente

internazionale che svolge attività di ricerca riguardanti lo sviluppo di prodotti

tessili per la salute.

Inoltre, il CNR-ISMAC di Biella è un componente del Laboratorio di Alta

Tecnologia Tessile (LATT) e dal 2005 ospita tre apparecchiature (elettrofilatura,

plasma e filatura ad umido) acquisite grazie al finanziamento dalla Regione

Piemonte e beneficia di una borsa di Dottorato di Ricerca in collaborazione con

Politecnico di Torino, con un finanziamento della Fondazione Cassa Risparmio di

Biella.

Le attività della sede di Biella dell'Istituto per lo Studio delle Macromolecole

(ISMAC) del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) sono orientate alla ricerca

e all'innovazione nel campo dei materiali e dei processi tessili, allo sviluppo della

normazione in campo tessile, oltre all'offerta di servizi, trasferimenti tecnologici e

consulenze tecniche alle aziende del settore.

CNR-ISMAC, Istituto per lo Studio delle Macromolecole, sede di Biella.

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3. NORMATIVE

Una raccolta preliminare degli standard di qualità che caratterizzano i manufatti

tessili ha sostanzialmente evidenziato che esistono due grandi categorie di

criteri per la valutazione dei requisiti eco-tossicologici nella produzione di tali

manufatti : da una parte, una serie di azioni volontarie che hanno portato alla

creazione di numerose etichette ecologiche e di marchi privati, dall’altra,

esistono una serie di normative nazionali, per la maggior parte derivanti da

istanze specifiche, che generano un panorama piuttosto complesso e di difficile

inquadramento.

Per questo progetto si è scelto di prendere come riferimento i limiti imposti dai

due marchi più conosciuti e più usati, ovvero ECOLABEL ed OEKO-TEX, qui

di seguito descritti.

• MARCHIO ECOLABEL.

Nel 1992 l’Unione Europea ha emanato il Regolamento CEE n. 880/92,

aggiornato nel 2000 (Regolamento n.1980, Gazzetta Ufficiale delle Comunità

Europee del 21/9/00), con cui ha introdotto un sistema comunitario di

assegnazione di un marchio di qualità ecologica, per uniformare il contesto

comunitario ed evitare che lo stesso tipo di prodotto fosse etichettato con

marchi ecologici differenti. Il sistema si basa su un elenco fissato dalla

Commissione Europea di gruppi di prodotti per i quali è possibile richiedere il

marchio. Il marchio, contraddistinto da una margherita, ha come obiettivo

quello di promuovere la qualità del prodotto, orientando i consumatori verso

scelte di consumo sostenibili.

Le principali caratteristiche del marchio sono:

1. carattere volontario, per cui la non adozione non comporta

l’esclusione dal mercato;

2. ha lo scopo di promuovere un minore impatto ambientale;

3. sono esclusi dall’etichetta i prodotti alimentari, farmaceutici, bevande,

sostanze pericolose o fabbricati con processi che possono nuocere

all’uomo o all’ambiente;

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4. è attribuibile solo a beni di consumo destinati al consumatore finale e

non a prodotti intermedi;

5. esprime un giudizio positivo sull’intero ciclo di vita del prodotto, con

riferimento alla quantità di rifiuti, all’inquinamento e al degrado del

suolo, alla contaminazione dell’atmosfera, ai rumori, al consumo di

energia, al consumo di risorse naturali e agli effetti sugli ecosistemi.

Tale marchio mira a ridurre l’impatto della produzione tessile sull’ambiente e, di

conseguenza, sulla salute del consumatore: a questo scopo introduce dei limiti

che riguardano sostanze potenzialmente contenute nelle diverse fibre tessili e

che regolamentano i processi e i prodotti chimici utilizzati nel corso di tutto il

ciclo produttivo, nonchè le emissioni in atmosfera e lo scarico nelle acque reflue

di determinati composti nocivi per l’ambiente.

• OEKO-TEX STANDARD 100.

L’elaborazione di tale marchio è il risultato di un lavoro congiunto tra l’Istituto

di ricerca tessile austriaco e quello tedesco. Si tratta di uno standard che prende

in considerazione le sostanze potenzialmente pericolose che potrebbero essere

contenute nel prodotto finale e quindi venire a contatto con il consumatore.

Lo standard contiene una serie di test analitici da eseguire su determinati

parametri e ne specifica i limiti in base a considerazioni scientifiche. Oeko-Tex

è sicuramente il marchio più diffuso, con un’azione commerciale che si è spinta

al di là delle barriere nazionali e si è diffusa in Europa, probabilmente perché è

per definizione un marchio strettamente tessile. Tale marchio mira a ridurre

l’impatto del prodotto finale sulla salute del consumatore.

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Riguardo a questo progetto, i limiti stabiliti dai due marchi per il pH sono

rispettivamente:

METODO DI PROVA MARCHIO

ECOLOGICO

LIMITI (ppm)

ECOLABEL

nessun limite per i prodotti

tessili finiti

UNI EN 1413 oppure ISO

3071 (I due metodi

differiscono solo per il

tempo di estrazione)

OEKO-TEX

STANDARD 100

-Prodotti per bambino a

contatto con la pelle, pH

compreso tra 4.0 e 7.5;

-Prodotti non per bambino a

contatto con la pelle, pH

compreso tra 4.0 e 7.5;

-Prodotti non a contatto con

la pelle, pH compreso tra 4

e 9;

-Materiali decorativi, pH

compreso tra 4 e 9.

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Per quanto riguarda i limiti per il pentaclorofenolo, si hanno rispettivamente:

METODO DI PROVA MARCHIO

ECOLOGICO

LIMITI (ppm)

ECOLABEL

Divieto di utilizzo dei PCP,

con un limite di rilevabilità

adottato come soglia di

presenza/assenza pari a 0.05

ppm (mg/Kg).

Metodo interno, non

normalizzato, che prevede

l’estrazione con solvente

organico, derivatizzazione

con anidride acetica e

determinazione in GC con

rivelatore ECD

OEKO-TEX

STANDARD 100

-Prodotti per bambino a

contatto con la pelle : 0.05

ppm

-Prodotti non per bambino a

contatto con la pelle

contatto pelle: 0.5 ppm

-Prodotti non a contatto con

la pelle : 0.5 ppm

-Materiali decorativi: 0.5

ppm

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4. DESCRIZIONE DEI CAMPIONI

I 20 campioni su cui sono state condotte le analisi sono stati scelti in base a:

- colore, in quanto il valore di pH è influenzato dai trattamenti post-

tintoriali che il manufatto tessile ha subito;

- composizione, in quanto l’eventuale presenza di PCP è dovuta

principalmente al suo utilizzo in trattamenti antiparassitari e antimuffa a cui

vengono sottoposte le fibre naturali (cotone, lana, seta).

Attenzione è stata posta inoltre alla provenienza di tali campioni,

principalmente di origine extraeuropea.

Viene riportata qui di seguito una tabella riassuntiva delle caratteristiche

principali dei campioni considerati.

NUMERO

CAMPIONE COLORE ETICHETTA DI COMPOSIZIONE PROVENIENZA

1 nero 80% lana, 15% acrilico, 5% elastano Cina

2 viola 80% lana, 20% cotone Cina

3 nero 55% lana, 45% acrilico prodotto importato

4 nero 70% lana, 22% poliammide,

8% spandex prodotto importato

5 marrone 100% cotone Bangladesh

6 verde 100% cotone Bangladesh

7 arancione 97% cotone, 3% elastan prodotto importato

8 nero 80% lana, 15% viscosa, 5%spandex prodotto importato

9 rosso 60% lana, 35% acrilico, 5% elastan Cina

10 arancione 80% lana, 15% viscosa, 5%spandex prodotto importato

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NUMERO

CAMPIONE COLORE ETICHETTA DI COMPOSIZIONE PROVENIENZA

11 nero 100% cotone prodotto importato

12 rosso 70% lana, 30% poliammide Cina

13 nero 80% acrilico, 20% lana Cina

14 viola 50% lana, 50% acrilico Cina

15 verde 98% cotone, 2% lycra prodotto importato

16 verde 40% acrilico, 30% lana, 20% seta,10%

lycra Cina

17 arancione 50% acrilico, 50% lana Cina

18 blu 50% acrilico, 50% lana Cina

19 arancione 55% lana, 45% acrilico Cina

20 viola 45% mohair, 20% lana, 20%

acrilico,15% elastan Cina

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5. DETERMINAZIONE DEL pH SU ESTRATTO ACQUOSO.

5a. Valutazione dell’indicatore pH

Il valore di pH dell’estratto acquoso dei tessili rappresenta un utile indicatore degli

effetti residui indotti dalle lavorazioni. Infatti, con un trattamento finale di

risciacquo in ambiente acquoso, correttamente effettuato dopo le operazioni

tintoriali, si riesce nella maggioranza dei casi a neutralizzare gli eccessi di

alcalinità o acidità presenti nei manufatti. Lo scopo della determinazione è quindi

l’indagine relativa alla “bontà” dei trattamenti post-tintura.

Nel ciclo laniero una particolare attenzione deve essere posta per i tessuti

carbonizzati in pezza (per l’eventuale presenza di residui di acido solforico) e per

quelli tinti con materie coloranti che prevedono l’uso di acidi forti in fase di

esaurimento di tintura.

Per i prodotti cotonieri deve essere posta attenzione agli articoli trattati con alcali

forti (fasi di mercerizzazione, sodatura o tintura con coloranti reattivi).

Sempre più spesso, inoltre, si richiede che i manufatti, nelle diverse tipologie,

rispondano a determinati requisiti in fatto di acidità o alcalinità, spesso con

esplicito riferimento al valore di pH dell’estratto acquoso.

La determinazione del pH ha lo scopo di evidenziare la compatibilità cutanea del

tessile a diretto contatto con la pelle, per evitare il possibile innesco di reazioni

allergiche o infiammatorie.

I marchi ecologici ed i diversi capitolati, che contengono al loro interno questo

parametro, indicano intervalli di accettabilità prossimi al valore del pH

“eudermico”, cioè dell’epidermide, e quindi generalmente compresi tra pH 4,0 e

7,5.

Per definizione il pH è il cologaritmo della concentrazione di ioni idrogeno in un

estratto acquoso.

pH = −log10 [H+]

Il metodo che è stato seguito è l’UNI EN 1413, che è applicabile ai tessili in tutte

le loro forme (abbigliamento, intimo, arredamento…) .

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5b. Procedimento per la determinazione del pH su estratto acquoso.

Norma di riferimento : UNI EN 1413

Il metodo analitico si svolge in più fasi:

-PREPARAZIONE DEL CAMPIONE.

Prelevare dal campione in esame tre provette di circa 2,00 g , tagliarle in piccoli

pezzi di alcuni centimetri, tali da consentire una rapida imbibizione del campione,

e porle in tre beute con tappo.

Onde evitare possibili contaminazioni, maneggiare il materiale con i guanti e per il

minor tempo possibile.

-PREPARAZIONE DELL’ESTRATTO SECCO.

Aggiungere in ogni beuta contenente il campione, 100 mL di

acqua distillata o deionizzata di grado non inferiore a 3, e con

pH compreso tra 5,0 e 7,5.

Agitare manualmente e brevemente le beute per assicurare

un’adeguata imbibizione del campione e successivamente

agitare meccanicamente per 2 h ± 5 min, a temperatura

ambiente.

-MISURAZIONE DEL pH DELL’ESTRATTO ACQUOSO.

Tarare il pH-metro e verificare la taratura usando due soluzioni tampone.

Immergere l’elettrodo in acqua distillata per 30 minuti finché il pH indicato non si

stabilizza.

Filtrare il primo estratto in un bicchiere, immergere subito l’elettrodo ed agitare

leggermente con una bacchetta finché il valore di pH non si stabilizza. Il valore

della prima misurazione non va registrato.

Filtrare il secondo estratto in un bicchiere, immergervi subito

l’elettrodo senza lavarlo, lasciando stabilizzare il valore di

pH, senza esercitare agitazione.

Filtrare il terzo estratto in un altro bicchiere e ripetere

l’operazione precedente.

I valori di pH del secondo e terzo estratto vengono annotati

come prima e seconda misurazione.

Calcolare la media delle due determinazioni.

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5c. Apparecchiature utilizzate.

La misurazione viene effettuata con un pH-metro dotato di un elettrodo di vetro, di

precisione ±0,1 unità di pH.

Il pHmetro elettronico è uno strumento dotato di uno speciale bulbo sensibile agli

ioni idrogeno presenti nelle soluzioni.

Il segnale prodotto dal bulbo viene amplificato ed inviato ad un display a cristalli

liquidi o ad ago.

Prima del suo impiego, questo strumento va controllato e tarato. A tale scopo, si

immerge la sonda dello strumento in apposite soluzioni tampone di pH noto.

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5d. Risultati ottenuti dall’analisi dei campioni.

NUMERO

CAMPIONE pH1 pH2 pH3

Media

(pH2/pH3)

1 7,57 7,41 7,50 7,45

2 7,74 7,74 7,75 7,75

3 6,90 6,80 6,78 6,79

4 7,62 7,84 7,90 7,87

5 6,38 6,56 6,66 6,61

6 7,86 8,09 8,32 8,20

7 6,42 6,78 6,78 6,78

8 6,98 7,11 7,01 7,06

9 7,55 7,31 7,64 7,48

10 6,97 7,47 7,07 7,27

11 7,51 7,49 7,41 7,45

12 6,87 6,61 6,63 6,62

13 7,06 7,00 6,97 6,99

14 4,01 3,94 3,99 3,97

15 8,40 8,41 8,44 8,43

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LEGENDA:

celle grigio chiaro = valori di pH superiori al limite massimo

celle grigio scuro = valori di pH inferiori al limite minimo

NUMERO

CAMPIONE pH1 pH2 pH3

Media

(pH2/pH3)

16 7,73 7,70 7,71 7,71

17 7,74 7,72 7,72 7,72

18 7,79 7,85 7,81 7,83

19 7,41 7,49 7,49 7,49

20 7,55 7,70 7,66 7,68

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5e. Conclusioni

I valori di pH sull’estratto acquoso determinati su 20 campioni hanno evidenziato

che:

- circa due quinti, ovvero il 40% dei campioni analizzati presentano valori di

pH superiore al limite massimo (7.5) indicato dal marchio ecologico Oeko

Tex per l’abbigliamento a contatto con la pelle;

- un solo campione, ovvero il 5% dei campioi analizzati presenta un valore di

pH inferiore al limite minimo (4.0) indicato dallo stesso marchio.

Questo valore, comunque, considerato il margine di precisione dell’analisi ,

potrebbe non essere critico.

I risultati ottenuti possono essere la conseguenza di un trattamento finale di

risciacquo in ambiente acquoso non correttamente effettuato, dopo le operazioni

tintoriali che nella maggioranza dei casi dovrebbe neutralizzare gli eccessi di

alcalinità o acidità presenti nei manufatti.

Quindi i campioni che presentano valori di pH non compresi nell’intervallo di

accettabilità prossimo al valore del pH “eudermico”, potrebbero potenzialmente

provocare l’innesco di reazioni allergiche o infiammatorie in soggetti sensibili.

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6. DETERMINAZIONE DEL PENTACLOROFENOLO

6a.Descrizione della molecola e sue caratteristiche.

Il pentaclorofenolo (PCP) è un organoalogenato che appartiene alla categoria dei

pesticidi ed ha proprietà antibatteriche e antimuffa (è utilizzata come agente di

protezione antimuffa nella coltivazione del cotone e nell’immagazzinamento o

trasporto dei tessuti di cotone).

E’ anche impiegato come conservante nelle paste di stampa, specialmente per la

seta. E’ coinvolto nelle fasi di filatura, tessitura, finissaggio di fibre, filati, tessuti e

articoli confezionati.

Trova ulteriori utilizzi come fungicida per la conservazione del legno, nei

trattamenti di conservazione di pellame, tela, corda, amidi, destrine, colle, come

insetticida per il trattamento delle termiti, come diserbante nella coltivazione del

riso, come defoliante, come battericida in saponi, detersivi, prodotti per la pulizia,

disinfettanti per uso domestico e non.

La scelta di analizzare il pentaclorofenolo è dovuta al fatto che questa molecola

possiede proprietà cancerogene e può generare, in fase di incenerimento, elevate

quantità di diossine, con conseguenti rischi ambientali.

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6b. Procedimento per l’analisi del pentaclorofenolo.

Le fasi principali del metodo analitico sono le seguenti:

• Estrazione a caldo in Soxhlet.

Si pesano accuratamente 5 g di tessuto, che vengono

sminuzzati e poi inseriti in un ditale di cellulosa. Il ditale

viene, a sua volta, introdotto in un estrattore Soxhlet da

50 ml, costituito da tre parti fondamentali: pallone

d’evaporazione; corpo centrale, in cui si realizza

l’estrazione; refrigerante, che provvede a condensare i

vapori del solvente introdotto nel pallone (80 ml di 2-

metossietanolo) e a farli ricadere nell’estrattore, da cui

ritornano nel pallone d’evaporazione per sifonazione.

Una volta montata l’apparecchiatura, si scalda il solvente (con l’ausilio di una

piastra riscaldante) e si regola il sistema di riscaldamento in modo da mantenere

l’ebollizione costante.

Per la maggior parte delle estrazioni sono necessarie 2 ore per ottenere un

recupero quantitativo.

• Idrolisi alcalina dei pentaclorofenilesteri estratti a PCP. Al termine delle

due ore il pallone contenente l’estratto è lasciato raffreddare per 10 minuti.

Successivamente vengono aggiunti 5 ml di acqua distillata e 4 g circa di

potassio idrossido a gocce.

Quando le gocce si sono sciolte, il pallone viene collegato

nuovamente al Soxhlet e si scalda per altri 30 minuti. Dopo

aver fatto raffreddare il contenuto del pallone e aver sciacquato

il condensatore con un po’ di 2-metossietanolo così da

recuperare eventuali vapori condensati, l’estratto viene acidificato con circa

3 ml di acido acetico glaciale, fino a pH 7. Il tutto viene trasferito in un

matraccio da 100 ml e portato a volume con 2-metossietanolo. Prima di

eseguire l’acetilazione, la miscela ottenuta va raffreddata in frigorifero a

temperatura inferiore a 5°C.

• Derivatizzazione dei PCP tramite acetilazione. Il PCP estratto in 2-

metossietanolo deve essere derivatizzato ed estratto in esano prima

dell’analisi al Gascromatografo. A tale scopo vengono prelevati 2 ml del

campione ottenuto e trasferiti in un imbuto separatore da 100 ml. Nello

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stesso imbuto si aggiungono 10 ml di soluzione acquosa di carbonato di

potassio (1,5%) e 1 ml di anidride acetica; il tutto va poi agitato

avendo cura di sfiatare i vapori accumulati in seguito ad

agitazione. I composti sono lasciati reagire per 15 minuti sotto

agitazione. Infine si aggiungono 10 ml di esano e si agita

vigorosamente.

Nella miscela si vengono a separare due strati immiscibili di diversa

opacità: lo strato inferiore (fase idrofila) viene eliminato, mentre

quello superiore contenente i PCP (fase lipofila) viene trasferito in

provette da 15 ml contenenti circa 0,5 g di sodio solfato anidro per eliminare

eventuali residui acquosi. L’estratto acetilato va mantenuto in frigorifero a

temperatura inferiore a 5°C e resta stabile per una settimana.

• Analisi del contenuto totale di PCP tramite Gascromatografo.

Le condizioni di lavoro utilizzate per l’analisi delle soluzioni standard e dei

campioni sono le seguenti:

- colonna capillare DB5;

- gas carrier: elio;

- temperatura dell’iniettore: 350°C;

- volume d’iniezione: 1 µl;

- temperatura rivelatore ECD: 350°C;

- gas di make-up dell’ECD: azoto;

- programma di temperatura del forno: 65°C per 2 minuti, 5°C/min fino a

180°C, 180°C per 5 minuti, 10°C/min fino 250°C, 250°C per 2 minuti;

- tempo di analisi: 39 minuti.

Si inietta 1 µl di sostanza in colonna alle temperature impostate e

si mantiene l’analisi per circa 40 minuti. La sostanza in uscita dalla

colonna genererà un segnale che verrà registrato in un

cromatogramma.

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Qui di seguito è riportato il cromatogramma dello standard 2, che corrisponde a

0,25 ppm di pentaclorofenolo.

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Qui di seguito, invece, è riportato il cromatogramma del campione 17, che

corrisponde a 0,52 ppm di pentaclorofenolo.

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6c. Apparecchiature utilizzate

- Sistema completo di estrazione Soxhlet, composto da un refrigerante a 4

bolle, il corpo dell’estrattore Soxhlet, il pallone di

raccolta e il ditale in cellulosa contenente il campione.

- Gascromatografo.

La gascromatografia, nota anche come GC (o gas-liquido cromatografia, GLC)

è una tecnica cromatografica impiegata principalmente a scopo analitico. Come

tutte le cromatografie, si basa sulla diversa

ripartizione di diverse sostanze tra una fase

stazionaria ed una fase mobile, in funzione

dell'affinità di ogni sostanza con esse. Con la

tecnica cromatografia è possibile analizzare

campioni gassosi, liquidi o solidi. L'unica grande

limitazione della cromatografia in fase gassosa è

rappresentata dal fatto che il campione deve

essere in fase vapore. I meccanismi di separazione che si sfruttano in

gascromatografia sono sostanzialmente due:

• adsorbimento: la fase stazionaria è un solido sulla cui superficie si trovano

dei siti attivi in grado di stabilire una serie di legami secondari (dipolo-

dipolo, ponte idrogeno, Van der Waals, dipolo-dipolo indotto, ecc.) con le

diverse molecole della miscela da risolvere, si parla perciò di cromatografia

gas-solido (GSC, gas-solid chromatography).

• ripartizione: se la fase stazionaria è liquida si verifica una vera e propria

solubilizzazione delle sostanze nella fase stazionaria che si ripartiscono tra le

due fasi immiscibili. Si parla di cromatografia gas-liquido (GLC gas-liquid

chromatography).

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La fase stazionaria è generalmente costituita da un liquido non volatile supportato

su una polvere che riempie uniformemente una colonna ("colonna impaccata")

oppure distribuito come film sottile spesso qualche micrometro sulla parete interna

di una colonna di lunghezza superiore ai 10 metri e di diametro inferiore al

millimetro ("colonna capillare"). Tale liquido può variare a seconda

dell'applicazione, ossia del tipo di composti che si intendono analizzare.

La fase mobile è un gas, detto anche gas di trasporto. Generalmente vengono

scelti gas chimicamente inerti quali l'azoto o l'elio. Pochi microgrammi di

campione, spesso previamente sciolto in un opportuno solvente, vengono

generalmente introdotti in colonna tramite una siringa. I gascromatografi possono

essere dotati di autocampionatore.

Il campione, posto in testa alla colonna e sottoposto al flusso costante del gas di

trasporto, viene separato nelle sue componenti in funzione di quanto queste siano

affini (di solito per polarità) alla fase fissa; un'ulteriore variabile su cui si agisce

spesso per migliorare la separazione è la temperatura della colonna, che può essere

tenuta costante ("isoterma") o fatta variare secondo un gradiente desiderato.

Quando il campione esce dall'estremità finale della colonna (si dice che è stato

eluito) viene raccolto da un rivelatore (ECD, ovvero rivelatore a cattura di

elettroni). Il diagramma che rappresenta il segnale generato dal rivelatore in

funzione del tempo (fissato a zero l'istante in cui il campione è stato immesso nella

colonna) è il cromatogramma del campione.

Il cromatogramma si presenta come una sequenza di picchi di varia ampiezza ed

altezza distribuiti lungo l'asse del tempo. Dal tempo di ritenzione di ogni picco è

possibile dedurre l'identità del composto eluito; dall'area o dall'altezza dei picchi è

possibile dedurre le quantità dei vari composti presenti nel campione analizzato.

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6d. Risultati ottenuti dall’analisi dei campioni.

NUMERO

CAMPIONE PESO (g) Area picco (µV ∗ sec) C (mg/L) C (mg/kg)

1 5,0075 151585,60 0,115 2,30

2 5,0019 108276,06 0,080 1,60

3 5,0019 244043,80 0,189 3,78

4 5,0030 185393,44 0,109 2,19

5 5,0037 42297,70 0,024 0,47

6 5,0064 198203,29 0,117 2,34

7 5,0048 130212,77 0,098 1,96

8 5,0028 68998,64 0,049 0,98

9 5,0032 50694,15 0,034 0,68

10 5,0018 60477,48 0,042 0,84

11 5,0036 27824,48 0,016 0,32

12 5,0037 111955,78 0,090 1,80

13 5,0022 253236,63 0,196 3,91

14 5,0011 35098,11 0,216 4,32

15 5,0050 136348,71 0,102 2,04

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LEGENDA:

celle grigio chiaro = concentrazione di PCP superiore ai limiti imposti dai marchi ecologici.

NUMERO

CAMPIONE PESO (g) Area picco (µV ∗ sec) C (mg/L) C (mg/kg)

16 5,0073 51963,58 0,035 0,70

17 5,0021 40218,70 0,026 0,52

18 5,0052 609930,49 0,481 9,61

19 5,0047 52755,69 0,036 0,72

20 5,0011 49472,91 0,033 0,66

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6e. Conclusioni

I manufatti tessili da analizzare sono stati scelti ponendo attenzione alla loro

composizione, in quanto l’eventuale presenza di PCP è dovuta principalmente al

suo utilizzo in trattamenti antiparassitari e antimuffa a cui vengono sottoposte le

fibre naturali (cotone, lana, seta).

Numerosi studi sperimentali evidenziano che sul cotone greggio non sono in

genere rilevabili significative quantità di pesticidi; questo è giustificato dal fatto

che i trattamenti con i pesticidi vengono effettuati nella fase di crescita della pianta

del cotone, cioè quando la fibra è ancora racchiusa all’interno della capsula.

Nel caso della lana i residui di antiparassitari vengono invece a concentrarsi nei

grassi naturali della fibra stessa (lanolina).

Grandi problemi di inquinamento delle acque si riscontrano, infatti, nelle regioni

con alta densità di lavaggi lane.

Il pentaclorofenolo è altamente inquinante, specialmente nelle acque e può causare

mortalità della fauna ittica ed inquinare le acque superficiali e alle falde acquifere

del sottosuolo.

Il pentaclorofenolo è bioaccumulabile in quanto non è degradabile e danneggia

l’ambiente per un lungo periodo di tempo.

E’ comunque importante ricordare che i manufatti tessili tinti, o comunque trattati,

in mezzo acquoso a temperature superiori a 60°C non dovrebbero presentare

significativi residui di pesticidi, poiché esso appartiene alla categoria dei VOC,

ovvero composti organici volatili.

Considerata la pericolosità di tali prodotti, numerosi paesi possiedono legislazioni

restrittive che vietano l’uso, la fabbricazione dei PCP nei propri territori e

l’importazione di qualsiasi materiale che contenga tracce di PCP superiori a 5 ppm

(= mg di PCP/Kg di fibra).

Secondo l’etichetta ecologica ECOLABEL si ha il divieto assoluto

dell’utilizzazione del PCP, con un limite di rivelabilità di 0,05 ppm.

Per quanto riguarda il marchio ecologico OEKO TEX STANDARD 100, severi

limiti sono posti in relazione alla presenza di PCP. Infatti per i prodotti tessili il

limite di rivelabilità è inferiore a 0,5 ppm, mentre per prodotti d’abbigliamento

destinati all’infanzia il limite è inferiore a 0,05 ppm.

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Nonostante la pericolosità di tali sostanze e le numerose legislazioni restrittive

esistenti, dalle analisi condotte su 20 campioni si evidenzia che:

- nella totalità dei manufatti tessili la concentrazione di pentaclorofenolo è

risultata superiore al limite imposto dal marchio ecologico ECOLABEL (0,05

mg/kg);

- in 18 campioni analizzati la concentrazione di pentaclorofenolo risulta

superiore al limite imposto dal marchio ecologico OEKO TEX STANDARD

100 (0,5 mg/Kg);

- solamente 2 manufatti tessili presentano concentrazioni di pentaclorofenolo

inferiori al limite previsto da OEKO TEX STANDARD 100.

Tutti i campioni analizzati non sono a norma secondo Ecolabel in quanto il PCP è

presente in quantità superiore a 0,05 ppm.

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7. CONSIDERAZIONI FINALI

Il lavoro svolto durante questo stage ha permesso di evidenziare

l’importanza di effettuare una corretta valutazione eco-tossicologica sui

prodotti tessili, utile a definire la qualità e la sicurezza dei prodotti in

commercio.

Dopo accurate ricerche su documentazione cartacea disponibile e su

documentazione tratta da internet, è stato possibile acquisire i vari metodi

analitici e applicarli ai campioni disponibili.

Il metodo analitico per l’analisi dei PCP, non normalizzato, è stato

sviluppato e controllato per la sua precisione e riproducibilità, ottenendo

informazioni importanti sulla sua applicabilità ai manufatti tessili.

Le due metodiche analitiche sono state applicate a campioni reali

provenienti dal commercio e pertanto suscettibili di venire realmente a

contatto con il consumatore.

Questo lavoro, complementare a quello condotto dalla Dr.ssa Cinzia Tonetti,

ha consentito il concepimento di riflessioni relative a quale sia il livello di

consapevolezza del consumatore e di chi produce i manufatti tessili.

In particolare, dalle analisi da me svolte, appare significativa la presenza del

pesticida pentaclorofenolo sulla quasi totalità dei campioni, nonostante

numerosi paesi posseggano legislazioni restrittive che ne vietano l’uso

proprio a causa della sua tossicità.

Per quanto riguarda i valori di pH la situazione non è così preoccupante,

anche se per quasi la metà dei campioni il valore non è compreso nel range

di tollerabilità.

Sarebbe opportuno sperare che in futuro venga mantenuto un atteggiamento

di ricerca della qualità e della sicurezza del prodotto tessile, privilegiando gli

aspetti che tutelano la salute sia del consumatore, sia del produttore.

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8. BIBLIOGRAFIA

- Norma Italiana UNI EN 1413:2000 , “Determinazione del pH

dell’estratto acquoso”;

- Norma tedesca DIN 53313, “Determinazione del Pentaclorofenolo

nelle pelli”;

- Sito internet, http://it.wikipedia.org/wiki/Gascromatografia

- Sito internet, http://www.cdc.gov/niosh/ipcsnitl/nitl0069.htm

- Sito internet, http://www.dors.it

- Sito internet,http://ec.europa.eu/environment/ecolabel/index_en.htm

- Sito internet, http://www.apat.gov.it//site/it-

IT/Temi/Sviluppo_sostenibile/Strumenti/Ecolabel/

- Sito internet, http://www.oeko-tex.com

- Sito internet, http://www.altroconsumo.it/asp/marchi