Fosfato

Cosa sono i fosfati e quali proprietà hanno?

Quando si parla di fosfati, si intendono più spesso gli ortofosfati , ovvero derivati dell’acido fosforico (V) con formula chimica H ₃ PO ₄ . Tre atomi di idrogeno possono essere sostituiti da cationi metallici o ioni ammonio (si formano sali) o da gruppi organici (si formano quindi esteri). L’acido fosforico può essere disidratato, dando origine a:

• Acido pirofosforico H4P2O7 (i suoi derivati sono pirofosfati);
• Acidi metafosforici (HPO3)ₙ, che formano acidi polimerici ciclici o lineari (metafosfati o polifosfati);

• Acidi polifosforici Hₙ+2PₙO3ₙ+1 (polifosfati).

Tuttavia, vale la pena aggiungere che il fosforo forma anche altri acidi , nei quali differisce per il grado di ossidazione: l’acido triossofosforico (III) H ₃ PO ₃ (fosfonico) e l’acido ipofosforoso (I) H ₃ PO ₂ (fosfinico). Trovano anch’essi applicazione nell’industria, ma in misura molto minore rispetto agli ortofosfati.

Grazie alla loro struttura eterogenea, i fosfati presentano diverse proprietà fisico-chimiche, che vengono utilizzate in specifici settori industriali. L’applicazione più ampia riguarda i fosfati con capacità chelanti (legame di ioni metallici), tamponanti (stabilizzazione del pH), emulsionanti , nonché quelli igroscopici e termicamente stabili (resistenza alle alte temperature).

Applicazione dei fosfati nell’industria alimentare

I fosfati sono additivi alimentari molto comuni, che servono principalmente come regolatori di acidità, stabilizzanti, emulsionanti, antiossidanti, conservanti, agenti lievitanti e antiagglomeranti. Sulle etichette, dovrebbero essere cercati con le denominazioni da E338 a E452 . La serie inizia con l’acido fosforico (E338) , seguito da fosfati di sodio, fosfati di potassio, fosfati di calcio, difosfati, trifosfati e polifosfati. Si trovano, ad esempio, come ingrediente principale nelle bevande gassate.

Fosfati in agricoltura: un componente chiave dei fertilizzanti

In agricoltura, i fosfati si trovano nei fertilizzanti artificiali come fonte di fosforo facilmente assimilabile, uno dei tre nutrienti fondamentali (insieme ad azoto e potassio). Il fosforo è essenziale per lo sviluppo delle radici e la formazione di fiori e frutti. La pianta lo utilizza in tutti i processi metabolici: è un componente dell’ATP , il principale trasportatore di energia.

Nei fertilizzanti, il contenuto di questo elemento viene convertito nella quantità di P ₂ O ₅ . I tipi più importanti di fertilizzanti fosfatici sono (contenuto di P ₂ O ₅ tra parentesi):

• Perfosfato singolo (16-20%),
• Perfosfato arricchito (40-50%),
• Fosfato di ammonio, DAP (46%) – fornisce anche azoto, motivo per cui è un fertilizzante molto efficiente,
• Fosfato monoammonico, MAP (50-55%),
• Termofosfati.

Il ruolo dei fosfati nei prodotti chimici industriali

I fosfati sono ampiamente utilizzati anche nei prodotti chimici industriali . Vengono aggiunti a materie plastiche, tessuti e materiali industriali come ritardanti di fiamma, additivi per vernici e smalti, plastificanti, stabilizzanti termici e agenti per il trattamento delle acque (sequestranti e inibitori di calcare).

L’impatto dei fosfati sull’ambiente: sfide e normative

La sfida più grande legata all’uso dei fosfati è il loro impatto sull’ambiente, in particolare sulle acque. L’uso eccessivo di questi composti porta all’eutrofizzazione delle acque, ovvero all’eccessiva proliferazione di alghe e cianobatteri, e di conseguenza alla carenza di ossigeno e alla morte degli organismi acquatici. La principale fonte di fosfati è l’agricoltura e le attività urbane.

e le acque reflue industriali, motivo per cui le normative UE ne regolamentano l’uso in modo piuttosto severo.

Alternative ai fosfati: sono possibili?

Naturalmente, esistono alternative ai fosfati utilizzate nell’industria alimentare (ad esempio citrati, bicarbonati), nei detergenti (ad esempio zeoliti, policarbossilati) o in agricoltura (fertilizzanti organici, fertilizzanti riciclati o struvite). Sebbene siano biodegradabili e favoriscano un’economia a ciclo chiuso, i loro principali svantaggi includono, tra gli altri, una minore efficienza, costi più elevati o una disponibilità limitata.

Norme e regolamenti riguardanti l’uso dei fosfati

L’uso di fosfati come additivi alimentari è rigorosamente regolamentato dalla legislazione dell’UE. Gli atti normativi più importanti sono il Regolamento (CE) n. 1333/2008 e i Regolamenti (UE) della Commissione che ne modificano gli allegati (n. 1129/2011, 2017/871 e 2018/74). Questi regolamenti mirano a garantire che il consumo di fosfati da parte dei consumatori non superi i 70 mg/kg di peso corporeo (espressi come fosforo), in conformità con la raccomandazione del Comitato scientifico per l’alimentazione umana.

Gli standard per il contenuto di fosforo nei detersivi e nei detergenti sono specificati nel Regolamento (UE) n. 259/2012 del Parlamento europeo e del Consiglio. Essi ammontano allo 0,5 %di fosforo nei detersivi per bucato e a 0,3 g di fosforo in una dose standard di detersivo per lavastoviglie. Per quanto riguarda i fertilizzanti artificiali, il Regolamento (UE) 2019/1009 del Parlamento europeo e del Consiglio non specifica il contenuto massimo di fosforo, ma affronta principalmente la questione dei contaminanti (ad esempio il cadmio) e promuove l’uso di fertilizzanti organici e riciclati.