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La chimica nella vita quotidiana

SDS-La molecola presente ovunque! È pericolosa?

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Introduzione

Avete mai fatto la spesa al supermercato? A meno che non viviate beatamente sugli alberi della giungla, la vostra risposta dovrebbe essere ‘SÌ’ a questa semplice e, forse, banale domanda. Se dunque siete stati al supermercato, avrete sicuramente notato il reparto dedicato alla ‘cura della persona’. Quel reparto che vi ricorda i vostri doveri quotidiani di igiene per vivere in una società civile. Ebbene, per quanto fastidioso possa essere questo promemoria, è probabile che abbiate acquistato saponette, bagnoschiuma, shampoo e altri detergenti.

Arriviamo dunque al fulcro della questione: prima di gettare i vari detergenti e saponi nel carrello, vi siete mai fermati un attimo a guardare gli ingredienti? Qualcosa mi dice di no, considerando la pigrizia media delle persone… Ebbene! Se lo aveste fatto, avreste scoperto, nel corso degli anni, che c’è una sostanza che è sempre, ma proprio sempre, presente in tutti questi prodotti. La sostanza in questione è l’SDS, noto anche come SLS. In questo breve articolo, impareremo a conoscere questa sostanza e vedremo se è pericolosa per la salute.

Che cos’è l’SDS?

SDS sta per Sodio Dodecil Solfato, noto anche come SLS, ovvero Sodio Lauril Solfato. La sua formula chimica è composta da 12 atomi di carbonio, 25 di idrogeno, 4 di ossigeno e 1 di zolfo. Nella figura sottostante è illustrata la sua formula di struttura.

Essendo un anione, viene commercializzato sotto forma di sale di sodio.

Struttura molecolare dell’SDS
Doppia natura polare dell’SDS

Per chi ha un leggero occhio chimico, dalla formula di struttura si può notare che la molecola ha una doppia natura: una testa idrofila (attratta da molecole polari come l’acqua) e una coda idrofoba (attratta da sostanze non polari come olio e grasso) [1].

La struttura della molecola è fondamentale per il suo funzionamento come detergente ed è la chiave del suo successo, come approfondiremo in seguito.

Produzione

Dal punto di vista industriale, l’SDS viene prodotto attraverso la solfonazione dell’alcol laurico, che viene fatto reagire con triossido di zolfo (SO₃) o acido clorosolfonico (ClSO₃H). Questa prima reazione è seguita da un trattamento con idrossido di sodio (NaOH) o bicarbonato di sodio (NaHCO₃) (vedi figura in basso) [1].

L’alcol laurico viene ottenuto dall’olio di cocco o dall’olio di palma.

La produzione di sodio dodecil solfato è di circa 7,2 milioni di tonnellate all’anno. Tuttavia, il mercato è destinato a crescere, secondo le proiezioni per il periodo 2024-2030 del Global Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) Market Research Report.

Come funziona?

Abbiamo precedentemente detto che l’SDS ha una doppia natura: una testa polare e una coda idrofoba. Questa struttura è alla base del suo funzionamento. Infatti, in presenza di acqua e sporco (sostanze grasse, oleose, ecc.), la molecola si orienta con la testa polare rivolta verso l’acqua (anch’essa una sostanza polare) e la coda idrofoba rivolta verso la sostanza non polare, come il grasso.

A una certa concentrazione, le molecole di SDS si aggregano formando delle sfere che intrappolano lo sporco al loro interno (vedi figura in basso). Queste sfere sono chiamate micelle e costituiscono il principio di funzionamento di tutti i detergenti. Le micelle, racchiudendo lo sporco al loro interno, lo rimuovono dalla superficie lavata grazie all’acqua. In altre parole, l’SDS agisce rendendo lo sporco solubile in acqua e quindi facilmente eliminabile.

Micelle formate dall’SDS in acqua. Racchiudono lo sporco e lo portano via.

È dannoso per la salute?

Arriviamo ora al punto centrale del nostro articolo: l’SDS, una molecola onnipresente, è dannosa per la salute umana e per l’ambiente?

Non è possibile rispondere a questa domanda con un semplice ‘sì’ o ‘no’, poiché l’SDS ha effetti diversi a seconda della specie animale e il suo impatto varia in base alla concentrazione e alla combinazione con altri prodotti. Proviamo quindi a rispondere per punti.

Danni all'ambiente– Essendo presente in molti prodotti, è facile che l’SDS finisca per contaminare le acque e i terreni. Tuttavia, la buona notizia è che l’SDS è facilmente biodegradabile e viene rapidamente trasformato dai batteri in sostanze innocue. Si stima che il 45-95% dell’SDS scompaia entro 24 ore [1].

Danni agli insetti– Per gli insetti, l’SDS non è affatto innocuo. Ad esempio, per le larve della mosca domestica è stata valutata una tossicità LC50 di 78 ppm, il che significa che il 50% delle larve muore quando esposto a una dose di 78 ppm di SDS puro [2]. Sono necessari ulteriori studi per valutare l’impatto dell’SDS su altre specie di insetti.

Danni alla vita acquatica– L’SDS risulta essere più pericoloso per gli invertebrati che per i pesci. Infatti, i pesci sono in grado di espellere la sostanza, se presente come contaminante nell’acqua, entro 24-48 ore [1].

Danni alla vita aviaria– L’effetto dell’SDS sugli uccelli è stato studiato esclusivamente negli uccelli acquatici, che possono entrare in contatto con la sostanza tramite acque contaminate. È stato osservato che, quando questi animali nuotano in acque contenenti SDS, possono morire per ipotermia o annegamento. Questo effetto particolare è ritenuto causato dall’interferenza dell’SDS con lo strato d’aria intrappolato nelle penne degli uccelli, che serve a mantenere la loro temperatura corporea. L’SDS abbassa la tensione superficiale dell’acqua, permettendo all’acqua di penetrare in questo strato, sostituire l’aria e bagnare l’uccello. Di conseguenza, l’animale ha difficoltà a mantenere la propria temperatura corporea, con il rischio di morte [3].

Danni ai mammiferi– La tossicità dell’SDS nei mammiferi è stata principalmente studiata nei topi. Questi animali, spesso soggetti a vari esperimenti, hanno mostrato una mortalità del 50% quando esposti a una dose di 100-250 mg/kg di SDS puro (mg della sostanza per peso del topo) per via intraperitoneale, mentre la dose letale per via endovenosa è stata di 118 mg/kg [4]. Alcuni studi hanno utilizzato i conigli per esaminare gli effetti dell’SDS sugli occhi. È stato osservato che, a una concentrazione dell’1%, l’SDS non causa effetti significativi. Tuttavia, aumentando la concentrazione al 5%, si manifestano segni di congiuntivite temporanea, mentre a una concentrazione del 25% si osservano danni sostanziali alla cornea.

Danni agli uomini– L’uomo può entrare in contatto con l’SDS attraverso il contatto cutaneo durante l’uso di detergenti per la casa o per la cura personale, per ingestione tramite dentifrici contenenti SDS, per ingestione di acque contaminate e per inalazione a seguito del rilascio dalle superfici trattate con prodotti contenenti SDS. Fino ad oggi, non sono stati segnalati casi letali di intossicazione da SDS negli esseri umani. Tuttavia, è importante considerare gli effetti secondari non letali. L’SDS è noto per essere un irritante per la pelle umana, causando secchezza, eritemi, edemi, ecc. L’irritazione dipende dal tempo di esposizione e dalla concentrazione. A concentrazioni inferiori all’1%, l’esposizione per 24 ore di solito non causa problemi significativi. Tuttavia, a concentrazioni superiori, possono comparire segni evidenti di irritazione cutanea entro 24 ore. Maggiore è la concentrazione della sostanza, maggiore sarà il danno alla pelle [5]. Inoltre, l’SDS può causare irritazioni oculari, come dimostrato negli studi sui conigli, in caso di contatto accidentale con gli occhi dovuto all’uso di shampoo e cosmetici contenenti questa sostanza.

Conclusioni

Se rileggiamo l’ultimo paragrafo, sembra che l’SDS, sebbene non letale, possa essere altamente dannoso per la pelle, specialmente considerando che nei shampoo e nei bagnoschiuma può arrivare a una concentrazione del 50%, ben oltre la soglia dell’1%. Allora perché, quando ci laviamo, non usciamo dal bagno con la pelle consumata, erosa e sanguinante?

Questo non accade perché l’SDS diventa irritante solo con esposizioni prolungate (di diverse ore). Al contrario, se viene sciacquato via subito dopo l’applicazione, non causa problemi. Inoltre, nei prodotti per la cura personale, l’SDS è spesso combinato con altre sostanze, come le betaine, che possono ridurne l’azione aggressiva.

Quindi, l’SDS è pericoloso? In parte sì, ma dipende molto dalle modalità d’uso. In ogni caso, non lo userei come bevanda o come maschera per il viso!

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Referimenti

1) Singer, M. M., & Tjeerdema, R. S. (1993). Fate and effects of the surfactant sodium dodecyl sulfate. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 95–149. https://doi.org/10.1007/978-1-4613-9529-4_3

2) Piper, W. D., & Maxwell, K. E. (1971). Mode of action of surfactants on Mosquito Pupae1,2. Journal of Economic Entomology, 64(3), 601–606. https://doi.org/10.1093/jee/64.3.601.

3) Russell, W. C., Choules, G. L., & Gauthier, D. A. (1981). Detergents and waterfowl. The Journal of Zoo Animal Medicine, 12(1), 10. https://doi.org/10.2307/20094499.

5) Prottey, C., & Ferguson, T.F. (1975). Factors which determine the skin irritation potential of soaps and detergents.

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