Les surfactants

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CHM 3602 Chimie, pollution et toxicologie Problématiques émergentes surfactants, savons et détergents Ghina Adhami Le 28 – 11 – 2005 Université de Montréal

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CHM 3602Chimie, pollution et toxicologie

Problématiques émergentessurfactants, savons et détergents

Ghina AdhamiLe 28 – 11 – 2005

Université de Montréal

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Les surfactants

C’est quoi?Substances organiques qui changent les propriétés de l’eau.

Rôles:Abaissent la tension superficielle d’un liquide, donc augmentent les propriétés mouillantes.

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Les surfactantsCatégories:

• Anionique: comme le savon qui élimine les particules de saleté et les taches graisseuses

• non ionique:génèrent peu de mousse• Cationique:agents antimicrobiens efficaces• Amphoténique

Utilisation:• Peuvent détacher et disperser les saletés

dans l'eau.

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Propriétés des surfactants:

Biodégradables: ils sont décomposés en des molécules plus petites, puis transformés en dioxyde de carbone, en eau et en minéraux. Contribuent à la pollution:

• du sol (effets sur les plantes) • de l’air (production d’acide acétique

et de glycol éthylène)• de l’eau (effets sur les poissons)

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Comment?La dégradation de ces produits chimiques génère des produits secondaires, comme les surfactants alkylphénol éthoxylates qui:

• Interfèrent avec le fonctionnement normal des hormones

• Perturbent le développement sexuelAprès traitement des eaux usées, ils se transforment en composés alkylphénoliques.

• Ces composés se finissent dans les eaux des rivières et les mers.

• se concentrent dans les organes internes des poissons et des oiseaux.

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Le NP, les NPE et les EUT:Le NP et les NPE sont des agents surfactants. Les EUT sont les eaux usées rejetées par les usines de textile utilisant des procédés de traitement au mouillé. Ils sont nuisibles pour l’environnement (surtout pour les organismes aquatiques).les NPE se transforment en des produits de dégradation plus nuisibles et plus persistants.

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Le savon:Définition: Substance qui sert au nettoyage. Produit de saponification:

Triglycéride + soude => glycérol + savon (R-COO)3 – C3H5 + 3NaOH => C3H5 –(OH)3 + 3R-COONa

Propriétés:• Agent tensioactif • biodégradable, • sans danger, non toxique • Basique: PH ≈ 10

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Composition du savon:Les molécules sont bipolaires, formées des ions carboxylates ayant:

• Un groupe hydrophile:groupe COO-

• Un groupe hydrophobe:chaîne carbonée (nombre de carbone élevée),provenant de l’acide gras,non polaire et soluble aux substances organiques.

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Mécanisme:1. Émulsion entre l’eau , la

saleté et le savon2. Fixation de la saleté à l'

intérieure de la micelle àl' aide du groupe lipophile et hydrophobe

3. Fixation des corps aqueux avec le côtéhydrophile vers l’extérieure

4. Dissolution des matières grasses

5. Élimination des saletés et bactéries avec l’ eau de rinçage

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Effets sur la peau: lorsque le savon est en dissolution, il retire de l' épiderme les huiles essentielles qui hydratent la peau.

• Donc, le savon contribue à l’assèchement de la peau.

• Mais il laisse un film protecteur de savon calcaire.

• De plus, il perturbe le PH de la peau: ayant un PH égale 5 tandis que celui du savon est égale à 10.

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Problèmes:

Ces produits s’échappent des traitements des stations d'épuration. Entraînent un problème de moussage dans l'eau des rivières.Causent la pollution de l’eau par:

• Le détergent lui-même • La saleté qu'il a entraînée.

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Cas du vrai savon:

Il suffit d’ajouter un sel de calcium soluble et inoffensif comme le chlorure de calcium qui est un additif alimentaire autorisé. Ce sel peut retirer le savon et la saleté qu'il a entraîné.Donc la pollution est éliminée et l’eau résultant est propre. Méthode très facile, mais exceptionnelle pour le savon.

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Les savons industriels :

Ont des réactions très polluantes pour l'environnement. Les additifs de ces savons sont souvent polluants.Le propylène glycol est un composant du savon.

• Il agit comme un solvant pour tous les autres ingrédients.

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Effets du propylène glycolirrite la peau très facilement une fois absorbé. déprime le système nerveux central (les nerfs constituant le cerveau et la moelle épinière).Chez les enfants, d’autres effets sur le système nerveux central sont encore observés. Les médicaments contenant cet ingrédient causent la dépression fatale du système nerveux central chez les bébés prématurés.

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Détergents: Utilisés pour leurs grandes efficacités. Ils ont des propriétés polluantes.Plusieurs types de détergents domestiques et industriels contiennent des surfactants de la famille des nonyl-phénols.Ces contaminants imitent les messages chimiques d'un système hormonal normal provoquant:

• Des altérations du système de reproduction • Des cancers • Et des malformations congénitales

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Impact sur l'environnement:

Les détergents forment des mousses qui diminuent l'oxygène dans l’eau. Ils assurent la diffusion des molécules toxiques dans les milieux aquatiques, en augmentant leurs solubilités grâce à leurs propriétés tensioactives. Ils perturbent l'équilibre des écosystèmes aquatiques, en augmentant le PH de l’eau, causant ainsi des modifications chorologiques.

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Problème des phosphates :

Les phosphates sont utilisées dans certains détergents:

• ils ont une action adoucissante sur l'eau,• renforcent le pouvoir dispersant des agents

de surface par effet de synergie. les polyphosphates ont un pouvoir dispersif sur les suspensions colloïdales.

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Effets sur l’écosystème aquatique:

Les phosphates des détergents évacués dans les égouts, et ceux provenant des engrais et de rejets industriels sont des adoucissants de l'eau. Ils causent une prolifération exagérée d'algues dans les étangs. Ceci provoque un appauvrissement de l'oxygène dissous dans l'eau.

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Phénomène d’eutrophisation:

En conséquent, la faune aquatique ne peut pas bien respirer.Et elle tend àdisparaître. Ce phénomène est appeléeutrophisation.

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Phénomène d’eutrophisation:

La villégiature et les activités humaines contribuent à augmenter la vitesse de vieillissement des lacs.

Le lac devient de plus en plus eutrophe ou hyper eutrophe.

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Lac eutrophisé:

Oligotrophe : L’eau est riche en oxygène.

Mésotrophe : Constitue l’état de transition entre oligo et eutrophe. Il y a une manque relatif en oxygène.

Eutrophe : manque de l’oxygène en profondeur.

Hyper-eutrophe : constitue du condition extrême du stade eutrophe. Un grave déficit en oxygène est observé.

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Réglementation:

Depuis la vulgarisation des détergents àusages ménagers (lessives, produits de nettoyage), la pollution due aux détergents est en grande partie domestique.Pour lutter contre l’eutrophisation des cours d'eau, lacs et étangs, il faut :

• Réduire le phosphore des détergents. • épurer les effluents, notamment les

urbains.

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Réglementation:

En 1972, un règlement a été adopté, et qui consiste à réduire ainsi les proportions de phosphates dans les détergents. Ce règlement varie selon les pays. Au Canada, une loi limite la quantité de phosphates à 2,2% du poids. Plusieurs, comme en Suisse, ont interdit l’additif des phosphates dans les détergents.

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La non- biodégradabilité des détergents:

Les détergents ont une stabilité significatif. Entraînant ainsi un effet graduel d’accumulation. Ceci est due à la chaîne hydrocarbonée.Un détergent est formé d’alkylbenzène sulfonate de sodium.

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La non- biodégradabilité des détergents:

Le dodécylbenzène est souvent utilisé dans sa fabrication.Ceci comporte plusieurs ramifications dans sa chaîne alkyle (ABS).Il se dégrade très lentement dans les eaux des rivières dans lesquelles les déchets ménagers et industriels sont rejetés.Pour éviter ce problème, Le dodécylbenzène (LAS) employé présente une seule ramification, rendant ainsi le produit suffisamment biodégradable.

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Autres effets:

Certains détergents dégagent du formaldéhyde qui est irritant, allergisant et surtout cancérigène.Ils émettent des composés organiques volatils (COV).L’EDTA est un agent anticalcaire qui forme des complexes avec les métaux se retrouvant dans les rivières.

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Autres effets: Le perborate de sodium est un agent de blanchiment dans les lessives.Il libère du bore nocif pour les plantes aquatiques. Mais, Il peut être substitué par du percarbonate de sodium non polluant.les parfums de synthèse ou les conservateurs contenant dans ces produits peuvent causer des allergies.Ils peuvent contenir des phtalates: produits chimiques qui causent les cancers et des dysfonctionnements du système reproducteur chez les animaux

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Les aérosols dispersent dans l’air des produits chimiques comme les COV, sous forme de fines gouttelettes, qu’on peut respirer ou absorber facilement. L’utilisation des savons antibactériens causent la croissance des bactéries résistantes, (selon un rapport de l'organisation mondiale de la santé de l'an 2000).

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Conclusion:Commet éviter le problème du moussage et de la pollution due aux détergents et aux savons:

1. Utiliser des produits non moussants naturellement.

2. Choisir des savons et des détergent biodégradable en prenant compte du temps nécessaire pour y arriver.

3. Choisir des savons naturelle: ne contenant ni parfum ni teinture.

4. Utiliser des détergents ne contenant pas de phosphate.

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5. Choisir des produits de nettoyage à base de plante comme l’huile de noix de Coco, ou l’huile d’olive.

6. Chercher les agents blanchissent non chlorés comme percarbonate de sodium.

7. Éviter l’utilisation des savons antibactérienne: un nettoyage à la main en utilisant l’eau chaude et savonneuse. La vinaigre blanche peut utiliser pour tuer les bactérie.

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