Źródło zdjęcia: link

Lubię to!

 

„Biodegradowalna formuła” – taka deklaracja coraz częściej pojawia się na kosmetykach. Wielu osobom biodegradowalność w przemyśle kosmetycznym kojarzy się raczej z opakowaniami, ale cecha ta może także odnosić się do samego kosmetyku. Czy takie oświadczenia w ogóle mają sens, jak się je potwierdza i jakie mają znaczenie dla środowiska?

Końcowym środowiskiem, do którego trafiają kosmetyki, jest woda. W oczywisty sposób dotyczy to bardziej kosmetyków spłukiwanych, takich jak żele pod prysznic, mydła czy szampony, które do wody trafiają praktycznie od razu po użyciu. Pamiętajmy jednak, że końcowo każdy kosmetyk, także niespłukiwany (krem, makijaż), także tam kończy swój cykl życia. Ograniczenie wpływu formuły kosmetyku na środowisko wodne to jedno z kluczowych zadań dla produktów wytwarzanych w sposób zrównoważony, a jednym z najważniejszych opisujących go parametrów jest biodegradowalność. Biodegradowalność można rozumieć jako zdolność związków organicznych do rozkładu pod wpływem biologicznego działania żywych organizmów.

Substancje łatwo biodegradowalne

Biodegradowalność to kluczowy proces usuwania materii organicznej ze środowiska i może dotyczyć wody i gleby. Dla kosmetyków rozpatrujemy biodegradowalność w wodzie, a tak naprawdę tylko jeden z rodzajów biodegradowalności, tzw. łatwą/szybką biodegradację (ang. readily biodegradability). Można ją jednak zmierzyć tylko dla substancji organicznych (chodzi tutaj o klasę chemiczną – zawartość atomów węgla w cząsteczce, a nie o pochodzenie surowca z odpowiednich ekologicznych źródeł). Składnik organiczny uznaje się za biodegradowalny, jeśli spełnia kryteria biodegradowalności zgodne z definicją substancji „łatwo biodegradowalnej” według OECD lub innej, równoważnej, czyli ma zdolność do szybkiej (w ciągu 28 dni) i kompletnej (powyżej określonego poziomu w zależności od testu) biodegradacji. Zgodnie z rozporządzeniem CLP substancje organiczne mają potencjał do szybkiej biodegradacji, jeśli spełniają jedno z kryteriów:

  1. a) jeżeli w 28-dniowych badaniach biodegradacji zostały osiągnięte następujące poziomy rozkładu;

– w badaniach opartych na oznaczeniach rozpuszczalnego węgla organicznego: 70 %

–  w badaniach opartych na ubytku ilości tlenu lub generacji dwutlenku węgla: 60 % maksimum teoretycznego.

Te poziomy biologicznego rozkładu należy osiągnąć w terminie 10 dni od rozpoczęcia rozkładu, który to moment traktuje jako czas, w którym 10 % substancji uległo rozkładowi;

  1. b) jeżeli są tylko dane o wielkości BZT lub ChZT, gdy stosunek BZT/ChZT wynosi ≥ 0,5;
  2. c) jeżeli dostępne są inne przekonujące naukowe dowody, wykazać, że substancja może ulec rozkładowi (biotycznemu lub abiotycznemu) w środowisku wodnym do poziomu > 70 % w okresie 28 dni.

 

Definicję substancji łatwo biodegradowalnej w przypadku kosmetyków stosuje się, ponieważ:

– pomiaru dokonuje się w wodzie, czyli głównego środowiska, do którego trafiają kosmetyki,

– odpowiada ostatecznemu procesowi degradacji składników przez mikroorganizmy w warunkach tlenowych w oczyszczalni ścieków,

– uważana jest za dowód szybkiej i ostatecznej degradacji w większości elementów środowiska, także w  osadach i glebie.

Jak oblicza się biodegradowalność kosmetyku?

W przypadku kosmetyków najczęściej spotykamy się z procentowym określeniem biodegradowalności (np. formuła biodegradowalna w 93%), którą określa się na podstawie zawartości składników, które są łatwo biodegradowalne. Jeśli chcemy zadeklarować, że cały „produkt jest biodegradowalny”, należy odpowiednio przebadać cały produkt gotowy. Chociaż zgodnie z wytycznymi ECHA do stosowania kryteriów CLP, niedopuszczalny jest globalny pomiar biodegradowalności i wylicza się ją tylko na podstawie danych dla poszczególnych składników. Stąd sprawa jest jednak niejasna, kiedy stwierdza się tylko, że „formuła jest biodegradowalna”. Czy wzięto pod uwagę wszystkie surowce? Do jakich warunków się ona odnosi? Przeciętny konsument może niestety zostać przez takie deklaracje wprowadzony w błąd. Ponieważ wynik badań biodegradowalności wg OECD nie jest określony procentem, a jedynie stwierdzeniem, że coś jest lub nie łatwo biodegradowalne, jeśli widzimy w deklaracji %biodegradowalności wiemy, że określono ją na podstawie badań dla poszczególnych składników receptury.

Deklarację o biodegradowalności, podobnie jak większość innych oświadczeń na etykietach kosmetyków, należy udowodnić i poprzeć odpowiednimi badaniami. Wybór odpowiedniej metodyki badań jest bardzo ważny. Jeśli produkt pomyślnie przejdzie test szybkiej biodegradacji, można czynić takie deklaracje, jeśli jednak wybrano inną metodę określania biodegradacji, nie można takiego oświadczenia składać. Różnice w zaprojektowaniu metod są na tyle duże, że poszczególne czynniki mają decydujący wpływ na procesy degradacji.

Tak więc biodegradowalność określa się dla pojedynczych substancji. Mieszaniny złożone, np. ekstrakty roślinne, przy obliczeniach biodegradowalności formuły traktowane są jako niebiodegradowalne, ponieważ metody pomiaru biodegradowalności nie są dostosowane do tego typu substancji. Czasami stosuje się częściowe uwzględnienie biodegradowalności, kiedy wiemy, że jakiś składnik mieszaniny jest łatwo biodegradowalny. Biodegradowalności nie określa się także dla składników mineralnych (nieorganicznych).

Tak więc biodegradowalność receptury kosmetyku można opisać jako:

I przykład obliczeń dla szamponu:

Składnik Stężenie w recepturze [%] Organiczność [%] Biodegradowalność [%]
Surfaktanty 48,6 29,35 99,2
Konserwanty 0,7 100 100
Parfum 0,7 100 80,6
Substancje łagodzące 0,01 100 100
Regulator pH x 0 0
Regulator lepkości 0,4 0 0
Emulgator 0,7 100 100
Aqua 49,57 0 0
Inne składniki 0,02 61,78 59,8
96,7

 

Jak mierzy się biodegradowalność?

Testy łatwej biodegradacji muszą być zaprojektowane tak, aby ich pozytywny wynik był jednoznaczny. Wówczas można założyć, że substancja ulegnie szybkiej i ostatecznej biodegradacji w środowisku i nie jest konieczne wykonywanie kolejnych badań biodegradowalności. Warto podkreślić, że sam fakt, że substancja ulega łatwej biodegradacji, nie wyklucza obaw o jej tempo i produktów transformacji, w przypadku dużego napływu do ekosystemu. Z kolei negatywny wynik badania łatwej biodegradacji nie musi wcale oznaczać, że dana substancja nie ulegnie w ogóle degradacji w danych warunkach środowiska. Można wówczas wykonać inne badania biodegradacji.

Na poniższym schemacie pokazano na czym polegają pomiary szybkiej biodegradacji według metodologii OECD.

Źródło zdjęcia: link

Wszystkie te testy są podobne pod kilkoma względami. We wszystkich badana substancja stanowiąca jedyne źródło węgla organicznego (z wyjątkiem węgla związanego z biomasą) i jest rozcieńczana w pożywce testowej zawierającej stosunkowo niskie stężenie biomasy. We wszystkich badaniach stosowana jest niespecyficzna metoda analityczna do śledzenia przebiegu biodegradacji (można je zastosować do szerokiej gamy substancji organicznych i nie ma potrzeby opracowywania specjalnych procedur analitycznych).

Łatwą biodegradowalność określa się na podstawie metodyki zaaprobowanej przez OECD, metodami 301 i 310:

  1. Zanikanie Rozpuszczonego Węgla Organicznego (ang. DOC Die-Away Test) 301 A,

Biodegradacja powoduje rozszczepienie substancji do wytworzenia wody i dwutlenku węgla, a proces ten zużywa węgiel pierwotnie obecny w badanej substancji. Mierzy się bezpośrednio rozpuszczony węgiel organiczny w inkubowanym roztworze. Degradację mierzy się spadkiem rozpuszczonego węgla organicznego (DOC) w badaniu wsadowym o niskiej gęstości inokulum. Badana substancja jest jedynym źródłem węgla w środowisku mineralnym, które jest inkubowane z inokulum mikroorgaznimów.

Wynik pozytywny, gdy DOC>70% (DOC – usuwanie rozpuszczonego węgla organicznego)

  1. Oznaczanie wytworzonego CO2 (ang. CO2 Evolution Test) 301 B,

Pomiar ilości wytworzonego dwutlenku węgla odzwierciedla bezpośrednio degradację substancji. Powstający dwutlenek węgla jest wyłapywany w kolbach zawierających wodorotlenek baru, który reaguje z CO2, dając osad BaCO3. Następnie miareczkuje się kwasem solnym pozostałą ilość wodorotlenku i w ten sposób oblicza ilość wytworzonego dwutlenku węgla. Jest to metoda najczęściej stosowana w przypadku kosmetyków.

Wynik pozytywny, gdy ThCO2>60% (ThCO2 – teoretyczna produkcja CO2)

  1. Test MITI (ang. Modified MITI Test) 301 C,

Mierzony jest poziom rozpuszczonego tlenu w odniesieniu do teoretycznej konsumpcji tlenu. Pomiaru dokonuje się automatycznie, za pomocą specjalnych urządzeń.

Wynik pozytywny, gdy ThOD>60% (ThOD – teoretyczne zapotrzebowanie na tlen)

  1. Metoda zamkniętego naczynia (ang. Closed Bottle Test) 301 D,

Badaną substancję trzyma się w specjalnym medium i inokulum w zamkniętych butelkach. Mierzy się zawartość rozpuszczonego tlenu – ilość tlenu zużytą przez mikroorganizmy (skorygowana przez zużycie przez inokulum bez badanej substancji). Jest to bardzo prosta i powszechnie stosowana metoda.

Wynik pozytywny, gdy ThOD>60% (ThOD – teoretyczne zapotrzebowanie na tlen)

  1. Oznaczanie rozpuszczonego węgla organicznego (ang. Modified OECD Screening Test) 301 E,

Co do zasady jest to metoda taka jak 301A, ale korzysta się z mniejszego stężenia mikroorganizmów. Obarczona jest podobnymi ograniczeniami, co 301A.

Wynik pozytywny, gdy DOC>70% (DOC – usuwanie rozpuszczonego węgla organicznego)

  1. Respirometria Manomentryczna (ang. Manometric Respirometry Test) 301 F.

Określa się ilość zużytego tlenu i wykorzystuje wyższe stężenia badanych substancji i inokulum, niż 301D. Zużycie tlenu określa się poprzez pomiar ilości tlenu (wytwarzanego elektrolitycznie) potrzebnej do skompensowania zużytego gazu w celu utrzymania stałej objętości/ciśnienia gazu w kolbie respirometru lub na podstawie zmiany objętości lub ciśnienia w kolbie bez kompensacji zużytego tlen.

Wynik pozytywny, gdy ThOD>60% (ThOD – teoretyczne zapotrzebowanie na tlen)

  1. Metoda CO2 w szczelnym naczyniu (ang. CO2 in sealed vessels (Headspace Test)), 310

W tym badaniu wydzielanie CO2 wynikające z ostatecznej tlenowej biodegradacji substancji badanej jest określane przez pomiar węgla nieorganicznego wytworzonego w zamkniętych butelkach badawczych, a poziom zaliczenia określono na 60%. Metoda nadaje się zarówno do substancji rozpuszczalnych, jak i nierozpuszczalnych w wodzie. Test jest alternatywą dla testu 301 B.

Odpowiednie poziomy biodegradacji (wyrażone przez jednostki adekwatne do badania) muszą zostać osiągnięte w 10-dniowym oknie w ciągu 28-dniowego okresu testu. Rozpoczyna się ono, gdy stopień biodegradacji osiągnie 10% DOC, ThOD lub ThCO2 i musi zakończyć się przed 28 dniem badania. Poziomy pozytywne wynoszące albo 60% (ThOD lub ThCO2) lub 70% DOC praktycznie reprezentują całkowitą ostateczną degradację badanej substancji, ponieważ zakłada się, że pozostała frakcja 30-40% badanej substancji jest przyswajana przez biomasę lub obecna jako produkty biosyntezy.  Przydatność metod w zależności od rodzaju substancji:

Metoda Substancje słabo rozpuszczalne w wodzie Substancje lotne Substancje adsorbujące
301 A +/-
301 B + +
301 C + -/+ +
301 D +/- + +
301 E +/-
301 F + +/- +

 

Jakie składniki kosmetyczne są biodegradowalne?

Łatwo biodegradowalne są:

– większość surfaktantów (etoksylaty alkoholi, siarczany alkoholi, eterosiarczany alkoholi, glukozydy, betainy),

– alkohole i kwasy tłuszczowe, ich estry,

– kwasy owocowe (np. cytrynowy, jabłkowy),

– alkohol,

– proteiny i PEGi (do wielkości ok. 20 kDa),

– większość konserwantów (aldehydy, alkohole, kwasy, parabeny).

Za łatwo biodegradowalne nie można uznać parafin, silikonów i sztucznych polimerów, większości barwników i substancji zapachowych, filtrów UV, mikroplastiku, .

Biodegradowalność a certyfikaty kosmetyków

Jeśli chodzi o certyfikaty kosmetyków naturalnych, w standardzie COSMOS pojawia się wymóg spełnienia definicji łatwej biodegradowalności dla tzw. agro-składników procesowanych chemicznie. NaTrue mówi o wymogu biodegradowalności dla używanych surfaktantów. Certyfikatem, który skupia się na ekologiczności (nie mylić z naturalnością!) kosmetyków, jest EcoLabel. Zgodnie z rozporządzeniem (jest to certyfikacja unijna, regulowana przez prawo UE) dotyczącym przyznawania oznaczenia EcoLabel kosmetykom spłukiwanym, wszystkie środki powierzchniowo-czynne muszą łatwo ulegać biodegradacji w warunkach tlenowych i ulegać biodegradacji w warunkach beztlenowych. Określone są także limity zawartości w produkcie wszystkich substancji organicznych niebiodegradowalnych tlenowo (trudno biodegradowalnych) oraz niebiodegradowalnych beztlenowo (rozróżnienie między szamponami, mydłami, odżywkami, piankami do golenia).

Kosmetyki biodegradowalne – hit czy kit?

Oczywiście nie ma jasnej definicji, powyżej jakiego % biodegradowalności formuły, produkt można uznać za biodegradowalny. Stąd producenci mają teoretycznie dość dużą swobodę w stosowaniu takich deklaracji. Przy obecnej promocji zrównoważonego wytwarzania kosmetyków i pozyskiwania surowców, minimalizacji wpływu na środowisko, kwestia biodegradowalności receptury, a nie tylko opakowania czy nośnika (włókniny chusteczek nawilżanych czy masek w płachcie) będzie nabierała coraz większego znaczenia. Musimy sobie jednak zdawać sprawę, że w większości przypadków formuła kosmetyku będzie biodegradowalna w bardzo dużym procencie, a największym problemem będzie zastąpienie w recepturach sztucznych polimerów na takie biodegradowalne.

 

OCEŃ CIEKAWOSTKĘ:

(1 gwiazdka -ciekawostka zupełnie mi się nie podobała,
10 gwiazdek – rewelacyjna ciekawostka, proszę o więcej takich tematów)
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars6 Stars7 Stars8 Stars9 Stars10 Stars (104 votes, average: 9,22 out of 10)

Loading...

MOŻE CIĘ RÓWNIEŻ ZAINTERESOWAĆ:

– RAPORT GREENPEACE O MIKROPLASTIKU klik

– CZY KAŻDY BIOPLASTIK JEST EKO? klik

– GREENWASHING – CZY DAJEMY SIĘ NABRAĆ? klik

 

ŹRÓDŁA:

  1. L’Haridon et al., Ecodesign of cosmetic formulae: methodology and application, 2018, International Journal of Cosmetic Science, 40, 165-177 klik
  2. DECYZJA KOMISJI z dnia 9 grudnia 2014 r. ustalająca ekologiczne kryteria przyznawania oznakowania ekologicznego UE produktom kosmetycznym spłukiwanym, 2014/893/UE klik
  3. ROZPORZĄDZENIE PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY (WE) NR 1272/2008 z dnia 16 grudnia 2008 r. w sprawie klasyfikacji, oznakowania i pakowania substancji i mieszanin, zmieniające i uchylające dyrektywy 67/548/EWG i 1999/45/WE oraz zmieniające rozporządzenie (WE) nr 1907/2006 klik
  4. CTPA ENVIRONMENTAL & GREEN CLAIMS, 2020 klik
  5. OECD GUIDELINE FOR TESTING OF CHEMICALS, Adopted by the Council on 17th July 1992, Ready Biodegradability klik
  6. INTRODUCTION TO THE OECD GUIDELINES FOR TESTING OF CHEMICALS SECTION 3 PART1: PRINCIPLES AND STRATEGIES RELATED TO THE TESTING OF DEGRADATION OF ORGANIC CHEMICALS, OECD, 2003 klik
  7. How to bring your registration dossier in compliance with REACH – Tips and Hints Part 4 Biodegradation II – How to choose the appropriate method for Ready Biodegradability testing? klik
  8. OECD 301 Ready Biodegradation Test, dostęp 02.08.2021klik
  9. Beran, Ocena biodegradowalności słabo rozpuszczalnych w wodzie związków organicznych na przykładzie olejów smarowych, 2008, Problemy Ekologii, 12, 153-59 klik
  10. OECD GUIDELINES FOR THE TESTING OF CHEMICALS Ready Biodegradability – CO2 in sealed vessels (Headspace Test), OECD 310 klik
  11. Tolls et al., ENVIRONMENTAL SAFETY ASPECTS OF PERSONAL CARE PRODUCTS— A EUROPEAN PERSPECTIVE, 2009, Environmental Toxicology and Chemistry, 28, 2485-2489 klik