Waschmittel sindGemische ausgrenzflächenaktiven Stoffen und einer Vielzahl weiterer Substanzen, die alsFlüssigkeit,Gel oder Pulver erhältlich sind. Sie werden im Zusammenwirken mit Wasser zum Reinigen vonTextilien verwendet. Beim Waschprozess fälltAbwasser mit erhöhter Temperatur sowieRückständen von Waschmittelinhaltsstoffen und suspendiertem Schmutz an. Die verunreinigenden Bestandteile des Abwassers müssen inKläranlagen durch physikalische, biologische und chemische Verfahren entfernt werden.
Waschmittel versetzen imWaschvorgang gebrauchte, verschmutzte Textilien wieder in einenhygienisch einwandfreien, gebrauchsfähigen Zustand und entfernen unangenehme Gerüche. Neben den ästhetischen und kulturellen Gesichtspunkten, die für das Tragen sauberer Kleidung relevant sind, werden beim Waschen auch vorhandeneKeime sowieMilben abgetötet.
Saubere Kleidung reduziert das Risiko vonHautreizungen undInfektionen, insbesondere bei empfindlicher Haut undAllergien. Der Waschprozess hat dadurch einen erheblichen Einfluss auf die Wäschehygiene und dieGesundheit der Bevölkerung. Besonders Textilien in hygienisch anspruchsvollen Bereichen wie derLebensmittelindustrie und dem-einzelhandel, derMedizin, derPharma- undKosmetikindustrie oder derGastronomie müssen hohe Anforderungen an Sauberkeit undmikrobiologische Qualität erfüllen.
Die Zusammensetzung von Waschmitteln muss neben der Art der Verschmutzung und der Beschaffenheit der Textilien auch das verwendete Wasser – insbesondere dessenHärte – und die Waschtemperatur berücksichtigen. Darüber hinaus soll der Schmutz in der Waschlaugedispergiert bleiben und sich nicht erneut auf den Fasern ablagern.
Aufgrund dieser Anforderungen und der unterschiedlichen Schmutzzusammensetzung und dessen Anhaftung an verschiedenen Textiloberflächen enthalten Waschmittel neben denwaschaktiven Substanzen auchKomplexbildner,Bleichmittel,optische Aufheller und weitere Inhaltsstoffe. Im Zusammenspiel mit der Einwirkzeit, der Temperatur der Waschlauge und der mechanischen Behandlung der Textilien sind Waschmittel in der Lage, unterschiedlichsteVerschmutzungen zu lösen.
Der Anfang des Waschens bestand wahrscheinlich nur aus der Nutzung des Wascheffekts des reinenWassers, der durch Reiben, Schlagen und Treten der Wäschestücke verstärkt wurde. Da materielle Überreste wie Waschmittelspuren auf Textilien nicht erhalten bleiben, gibt es keine direkten archäologischen Belege für prähistorische Waschmittel. Es existieren auch keine Schrift- und Bildquellen über Waschprozeduren aus dieser Zeit. Die für die Seifenherstellung und das Waschen von Bekleidung verwendeten Gefäße sind ebenfalls nicht eindeutig identifizierbar und könnten auch für andere Zwecke eingesetzt worden sein.[1]
Ab der ausgehendenJungsteinzeit um etwa 2200 v. Chr. wurden jedoch langhaarigeWollschafe gezüchtet undWollbekleidung hergestellt. Da die Rohwolle vor der Weiterverarbeitung gereinigt werden musste, um Schmutz undWollwachs zu entfernen und die Wollespinn- undfärbbar zu machen, ist davon auszugehen, dass es dafür entsprechende Waschprozeduren gab.[2][1]
Extrakte ausSeifenkräutern,Seifenbaumgewächsen und anderen Gewächsen, die waschaktiveSaponine enthalten, werden seit Jahrtausenden zum Waschen und Reinigen genutzt.[3] Die ältesten Funde vonSeifenkrautsamen (Saponaria officinalis) in Mitteleuropa stammen aus dem 6. Jahrtausend v. Chr. aus der Zeit derbandkeramischen Kultur. Aus dem 4. bis 1. Jahrtausend v. Chr. liegen Funde aus mehrerenFeuchtbodensiedlungen im Alpenvorland vor. Die zahlreichenarchäobotanischen Funde könnten darauf hindeuten, dass die Nutzung dieser Pflanze als Waschmittelbasis bereits seit sehr langer Zeit bekannt ist.[4]
DieSumerer gelten als das ältesteKulturvolk, von dem überliefert ist, wie ausHolzasche undÖl eineseifenähnliche Substanz hergestellt werden kann.Keilschriftaufzeichnungen berichten vomWeben,Walken und Waschen von Wollstoffen. Es ist ein detailliertesRezept aus der Zeit von 2500 v. Chr. überliefert, das beschreibt, im welchen VerhältnisHolzasche und Öl vermischt werden müssen, umSeife herzustellen.[5] Dabei handelt es sich gleichzeitig um die erste Aufzeichnung einerchemischen Reaktion.[6] DieVerseifung vonFetten und Ölen war auch denÄgyptern,Galliern undGermanen bekannt.[5] ImPapyrus Ebers findet sich ein Rezept zur Herstellung von Seife durch dieUmsetzung tierischer und pflanzlicher Öle mit dem im Niltal vorkommenden MineralTrona (Na3(HCO3)(CO3)·2 H2O). Seifenartige Substanzen werden auch in anderen altägyptischenPapyrusschriften erwähnt, die bei der Wollverarbeitung verwendet wurden.[1]
Homer beschrieb im 8. oder 7. Jahrhundert v. Chr. in derOdyssee, wieNausikaa und ihre Gespielinnen die Wäsche am Fluss wuschen und zumBleichen in die Sonne legten.[7] Imalten China wurde zunächst Pflanzenasche als Waschmittel verwendet, das später mit gebrannten Muschelschalen verfeinert wurde. Die Pflanzenasche enthältKaliumcarbonat, die gebrannten MuschelschalenCalciumhydroxid, die beide eine Waschwirkung haben. In derJin-Dynastie wurde eine seifenähnliche Masse verwendet, die ausSojabohnenpulver, Gewürzen und Heilkräutern hergestellt wurde. In derTang-Dynastie wurde ein Waschmittel auf Basis der getrocknetenBauchspeicheldrüse des Schweins entwickelt. Zur Zeit dersüdlichen Song-Dynastie wurde pulverisierteHonigbaumrinde als Waschmittel genutzt.[8] Im altenIndien wurden die getrocknetensaponinhaltigen Früchte vonSapindus trifoliatus, die zur Familie derSeifenbaumgewächse gehört, zum Waschen verwendet. Sie wurden zum Waschen von Seiden- und Wollstoffen, in der Haarpflege sowie in der Medizin eingesetzt.[9] ImAztekenreich wurde die saponinhaltige Wurzel der PflanzeSaponaria americana aus der Gattung derSeifenkräuter zum Waschen verwendet.[10]
Imalten Rom wurdeAmmoniak als eine erste Art von Waschmittel genutzt. Dazu wurdeUrin gesammelt und unter Ammoniak-Bildung vergoren.[11] Zu diesem Zweck wurden in Rom an belebten StraßenLatrinen installiert, um Urin zu sammeln. KaiserVespasian erhob auf diese öffentlichenToiletten eine spezielle Latrinensteuer, auf die die Redewendung „Pecunia non olet“ (Geld stinkt nicht), zurückgeht.[12] Zudem wurde eine Paste ausBleicherde undSoda, die mit Wein gemischt wurde, von den Römern zum Reinigen von Kleidung verwendet.[1] Seife war bekannt, wurde jedoch vorwiegend in derKosmetik und alsHeilmittel genutzt. Erst der griechisch-römische ArztGalenos (130–200 n. Chr.) machte auf die Reinigungswirkung vonSeife aufmerksam.[13]
Weitere historische Berichte über die Nutzung von Seife sind rar.Karl der Große (747–814 n. Chr.) förderte imfränkischen Reich dasSeifensiederhandwerk. In seinenCapitulare de villis wird in Kapitel 45 gefordert, dass jederAmtmann in seinem Bezirk geschickte Handwerker heranzieht, darunter Seifensieder (saponarios).[14]
Die Seifensiederei erlebte ihre Hochblüte, als die Araber, Spanier, Italiener und Franzosen die Seifensiederei mithilfe desÖlbaums als Rohstoffquelle weiter voranbrachten.[15] Die Entwicklung einer Seifenindustrie erfolgte imSpätmittelalter in Städten wieMarseille,Venedig,Genua,Bari,Alicante,Málaga undSevilla. Diese Städte hatten einen leichten Zugang zuOlivenöl,Salzkräutern und derSalzpflanze Barilla, deren Asche zur Herstellung von Lauge verwendet wurde. Zu jener Zeit verbreitete sich auch die Verwendung von Seife zum Wäschewaschen.[1] Im 14. Jahrhundert wurden in Deutschland die ersten Seifensieder-Zünfte gegründet. Trotz dieses Fortschritts blieb die Seife jedoch weiterhin ein Luxusartikel.[15]
Im 16. Jahrhundert wurde das Wäschewaschen oft von Lohnwäscherinnen übernommen. Sie sammelten verschmutzte Kleidung und Haushaltswäsche, wuschen sie und brachten sie zurück. Eine gängige Methode war das Einweichen der Wäsche in Lauge ausBuchenasche und heißem Wasser. Je nach Verschmutzungsgrad wurde die Wäsche unterschiedlich lange in der Lauge eingeweicht, da diese Methode als besonders gewebeschonend galt.[16]
Nachdem im Mittelalter Baden und Waschen für die Verbreitung vonSeuchen verantwortlich gemacht wurden, da angenommen wurde, dass warmes Wasser und Seife die Haut fürInfektionskrankheiten öffnen würden, verhalf erstLudwig XIV. der Seife nach demDreißigjährigen Krieg wieder zu einer breiten Akzeptanz. Er förderte die Seifensiederei und erließ 1688 ein Reinheitsgebot für die Seifenherstellung.[17]
Der französische Chemiker und ArztNicolas Leblanc erhielt 1791 ein Patent für seinLeblanc-Verfahren und gründete noch im selben Jahr ein Unternehmen zur Herstellung vonSoda.[18] Die Entdeckung der technischen Herstellung von Soda, das für dieVerseifung von Fetten benötigt wird, im Leblanc-Verfahren und später im vonErnest Solvay entwickeltenSolvay-Verfahren, führte dazu, dass Seife billiger wurde.[19] In Deutschland wurde bis ins 19. Jahrhundert hinein Seifenkraut zur Fleckentfernung eingesetzt. Daneben kamenRosskastanienmehl,Honig,Bohnenmehl, Kleie undGerstensauerteig für diesen Zweck zum Einsatz.[16]
Mitte des 19. Jahrhunderts wurde einGelbstich weißer Wäsche durch die Zugabe von etwas blauemPigment zum Waschmittel kompensiert, dem sogenanntenWäscheblau auf Basis vonUltramarin. Blau verringerte alsKomplementärfarbe zu Gelb den Gelbstich und ließ die Wäsche rein weiß erscheinen.[20]
Der deutsche ChemikerFriedrich Krafft beobachtete Ende des 19. Jahrhunderts, dass aromatischeSulfonsäuren seifenähnliche Eigenschaften aufweisen. Der belgische Chemiker A. Reychler stellte 1913 langkettige Alkansulfonate her, indem er beispielsweiseHexadecanthiol mitKaliumpermanganat oxidierte. Weitere Untersuchungen zeigten, dass Moleküle mit einer langen Kohlenwasserstoffkette und einer wasserlöslichen Gruppe wie dem Sulfonat waschaktive Eigenschaften besitzen, jedoch nicht die nachteiligen Eigenschaften der Seifen aufweisen.[21] In Deutschland, das durch dieSeeblockade imErsten Weltkrieg von der Einfuhr von Fetten und Ölen abgeschnitten war, wurde ab 1917 die Entwicklung synthetischer Tenside intensiviert. Waschmittel auf Basis vonSteinkohlenteer wurden zwar entwickelt, konnten aber bis Kriegsende nicht auf den Markt gebracht werden.[22]
Mit dem Beginn des 20. Jahrhunderts wurde Seife immer mehr in „selbsttätigen“ Waschmitteln in Kombination mit anderen Komponenten eingesetzt. Neben der Seife enthielten dieseGerüststoffe (Builder), vor allem Soda (Natriumcarbonat),Wasserglas (Natriumsilicat) undNatriumperborat. Diese Substanzen ersparten die umständlicheRasenbleiche. Der MarkennamePersil des Unternehmens Henkel, 1907 eingeführt, dokumentiert das durch seinen Namen:Per von Perborat undSil von Silikat.[23]
Bereits 1914 brachte der ChemikerOtto Röhm das SpezialwaschmittelBurnus mit enthaltenenPankreasenzymen auf den Markt.[24]Eiweißgebundene Verunreinigungen setzen sich bei höheren Waschtemperaturen auf der Wäsche fest und konnten nur durch intensives Reiben entfernt werden. Die Behandlung mit eiweißlösendenEnzymen ersetzte die intensive mechanische Bearbeitung der Wäsche, das Wäschewaschen war nicht mehr so kräfteraubend, die Kleidung wurde nicht mehr so schnell abgenutzt, und zudem lösten sich die Flecken im kalten Wasser, was Brennmaterial und Seife zu sparen half.[25] In Folge kamen weitereWaschmittelenzyme hinzu.
Im Jahr 1932 erfandHeinrich Gottlob Bertsch bei derChemnitzerDr. Th. Böhme KG das erste Feinwaschmittel mit NamenFewa, das zugleich das erste vollsynthetische Waschmittel der Welt war.[26] Da das Produkt sehr erfolgreich war, wurden bis 1938 in Chemnitz drei neue Betriebsanlagen in Betrieb genommen. Schon 1935 wurde das Produkt in das Chemnitzer UnternehmenBöhme-Fettchemie GmbH ausgelagert und gehörte seitdem zum Henkel-Konzern.
Allmählich änderten sich dieRohstoffe, aus denen die Seifen hergestellt wurden. In Deutschland waren langeTalge die Fettgrundlage, später kamenPalmöl undKokosöl hinzu. Mit der Zeit wurden jedoch die Produkte immer mehr auf Basis vonKohle undErdöl hergestellt. Ein Vorläufer waren dieTürkischrotöle. 1834 stellte der ChemikerFriedlieb Ferdinand Runge ausSchwefelsäure undOlivenöl ein sulfoniertes Öl her, das zuerst in derBuchdruckerei angewendet wurde. Ein Fabrikant aus Schottland kaufte das Verfahren und gebrauchte es unter Nutzung des dort billigerenRizinusöls an. Dabei entstand einSulfo-Rizinoleat, das sehr gutebenetzende Wirkung hatte und besonders in derBaumwollfärberei genutzt wurde. Auch wenn diese Chemikalie nicht für die Reinigung eingesetzt wurde, war damit die Nutzung derSulfogruppe anstelle derwasserhärteempfindlichenCarboxygruppe erkannt.
In den 1950er Jahren wurde die wegen ihrerCarboxylatgruppe wasserhärteempfindlicheSeife weitgehend durchTetrapropylenbenzolsulfonat (TPS) mit einerhydrophilenSulfonatgruppe ersetzt, die nicht zur Bildung vonKalkseifen neigte. Dieses wurde durch dieAlkylierung vonBenzol mitTetrapropylen hergestellt. Der alkylierte Aromat wurde anschließend mitSchwefeltrioxid oderOleum sulfoniert und danach mitNatronlauge neutralisiert.[27] In den USA übertraf die Produktion von Waschmitteln auf synthetischer Basis 1953 erstmals die Produktion von Waschmitteln auf Seifenbasis. Im Jahr 1960 wurden dort bereits etwa 1,5 Millionen Tonnen Waschmittel auf Basis sulfonierter Tenside hergestellt, was einem Marktanteil von 72 % entsprach.[28]
Der Einsatz dieses Tensids in Waschmitteln führte jedoch zu Schaumbildung und Sauerstoffmangel in Flüssen und Seen, da Tetrapropylenbenzolsulfonat aufgrund seiner verzweigtenAlkylkette in Kläranlagen nur unzureichend biologisch abbaubar war.[29] Am 5. September 1961 wurde dasDetergentiengesetz verabschiedet sowie die dazu gehörige Detergentienverordnung vom 1. Dezember 1962. Ab dem 1. Oktober 1964 durften Wasch- und Reinigungsmittel nur noch Tenside enthalten, die zu mindestens 80 % biologisch abbaubar waren.[30] Aufgrund dieser Probleme und der gesetzlichen Vorgaben wurde TPS schon wenige Jahre nach seiner Einführung durch die besser biologisch abbaubaren linearen Alkylbenzolsulfonate (LAS) ersetzt.[29]
Um die Wirkung derTenside zu unterstützen, wurde schon in derNachkriegszeit zurWasserenthärtungPentanatriumtriphosphat eingesetzt, um die Erdalkalionen zu komplexieren. Ab 1968 begann zudem der verstärkte Einsatz vonEnzymen in Waschmitteln, die einen schnelleren Abbau vonEiweiß,Fett undStärke ermöglichten. Um dieÜberdüngung von Gewässern durchPhosphate zu verringern, gewannen ab Ende der 1970er Jahre anorganischeIonenaustauscher wieZeolith A an Bedeutung. Sie wurden 1972 bei Henkel vonMilan Schwuger undHeinz-Gerd Smolka erfunden. Die ersten phosphatfreien Waschmittel mit Zeolith A kamen 1977 auf den Markt. Weitere Substanzen zur Verbesserung der Waschwirkung kamen hinzu.[31]
Der Rückgang des Anteils weißer Wäsche zugunsten farbiger Textilien führte gegen Ende der 1980er Jahre zur Einführung von Colorwaschmitteln. Diese Waschmittel enthielten keine Bleichmittel und verminderten die Farbübertragung zwischen den Wäschestücken.[32] Etwa zur gleichen Zeit kamen Kompaktwaschmittel auf den Markt, von denen nur die Hälfte der üblichen Dosierung benötigt wurde.[33]
Mit der Erstfassung desWasch- und Reinigungsmittelgesetzes (WRMG) aus dem Jahr 1987, derEuropäischen Detergenzienverordnung aus 2004 und der Neufassung des Wasch- und Reinigungsmittelgesetzes von 2007 wurden die Anforderungen an die biologische Abbaubarkeit von Tensiden weiter erhöht.[34] Der Anteil an petrochemisch hergestellten Tensiden nahm ab und der Anteil anoleochemisch hergestellten Tensiden ausnachwachsenden Rohstoffen entsprechend zu. Im Jahr 2018 wurden in der chemischen Industrie in Deutschland 655.000 Tonnen pflanzliche und tierischeÖle und Fette für die Produktion von Tensiden und Kosmetika eingesetzt.[35]
Tenside sind der waschaktive Hauptbestandteil von Waschmitteln. Ihr Anteil beträgt je nach Waschmittel etwa 20 bis 30 %. Tenside sind grenzflächenaktive Substanzen, die aus einem hydrophilen, wasserlöslichen und einem hydrophoben, wasserabweisenden Teil bestehen. Für die hydrophile Eigenschaft sind polare funktionelle Gruppen wieCarboxylat- (-COO⁻),Sulfat- (-OSO3⁻) oderSulfonatgruppen (-SO3⁻) sowieAlkohol- undEthergruppen verantwortlich. Unpolare Kohlenwasserstoffketten bedingen meist die hydrophobe Eigenschaft. Ihre charakteristische Eigenschaft ist die Erniedrigung derGrenzflächenspannung zwischen zwei Phasen. Durch die Anreicherung anGrenzflächen und die Bildung vonMizellen werden in Wasser unlösliche Stoffe löslich. In einem System mit Wasser und einer Phase wie Öl oder Luft reichern sich die Tensidmoleküle an der Grenzfläche an. Dabei taucht der hydrophile Teil des Moleküls in die wässrigePhase ein, während der hydrophobe Teil in die andere Phase gelöst ist.[5] Tenside gehören zu den am weitesten verbreiteten und kommerziell wichtigsten Chemikalien.[36]
Alsanionische Tenside werden vor allemlineare Alkylbenzolsulfonate (LAS) und alsnichtionische TensideFettalkoholethoxylate (FAEO) eingesetzt. In Kombination mit den beiden Basistensiden werden weiterhinFettalkoholsulfate (FAS) eingesetzt, besonders bei der Verwendung in phosphatfreien Waschmitteln. In Flüssigwaschmitteln werden zudemFettalkoholethersulfate (FAES) eingesetzt.[37]
α-Olefinsulfonate (AOS) werden in Waschmitteln wegen ihrer guten Reinigungswirkung in hartem Wasser eingesetzt, zudem sind sie schnell biologisch abbaubar und gut hautverträglich.[38]Alkylpolyglycoside (APG), auchZuckertenside genannt, werden bei der Herstellung von Waschmitteln nur selten eingesetzt. Anwendungsgebiete sind meist Feinwaschmittel für die Handwäsche.[37]
Aufgrund der Bildung vonKalkseife durch die im Wasser enthaltenen Calcium- und Magnesiumsalze wird Seife in herkömmlichen Waschmitteln kaum noch eingesetzt. Dagegen hat die Verwendung vonFettsäuremethylestersulfonaten zugenommen. Diese werden durchSulfonierung vonFettsäuremethylestern auf Basisnachwachsender Rohstoffe wiePalmöl oderKokosöl gewonnen.[39]
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Saponinhaltige Extrakte aus Seifenkräutern sowie Kastanien oder Waschnüssen finden noch heute Verwendung für das Waschen leicht verschmutzter Wäsche.[3] Saponine bestehen aus unpolarenAglyconen, die mit einer oder mehrerenSaccharidgruppen über eineglycosidische Bindung miteinander verbunden sind. Diese Kombination aus polaren und unpolaren Strukturelementen in Saponinen erklärt ihre seifenartigen Eigenschaften in wässrigen Lösungen.[40] Aufgrund fehlender Zusatzstoffe setzen sich jedoch die im Waschwasser gelösten Schmutzpartikel auf den Textilfasern ab, die Wäsche vergraut daher schnell.[41]
Wasserenthärter erzeugen weiches Wasser. Sie sind entscheidend für die sekundäre Waschleistung durch die Verhinderung von Vergrauung. Die ersten Wasserenthärter warenNatriumcarbonat undNatriumsilikate, die das Wasser durch Ausfällung schwerlöslicher Calciumsalze enthärteten.
Dadurch wurde die Bildung von Kalkseifen unterdrückt und die Reinigungswirkung der Seife verbessert. Beim anschließenden Spülen der Wäsche mit Frischwasser bildeten sich jedoch wieder Kalkseifen, die sich auf der Faser ablagerten, der sogenannteGrauschleier.[31] Später wurdenPhosphate als Enthärter verwendet, die schlecht in Kläranlagen abgebaut werden konnten und für eineÜberdüngung von Gewässern sorgten. Heute sind Phosphate weitgehend durch andere Stoffe ersetzt, die für die Umwelt als unbedenklich gelten.[31]
Anionische Tenside auf Basis vonSulfonsäuresalzen oderSulfaten bilden zwar keine Kalkseifen, jedoch würden die beim Trocknen entstehenden Calcium- und Magnesiumsalze die Textilstruktur schädigen. Zudem zeigen etwa lineare Alkylbenzolsulfonate eine deutliche Härteempfindlichkeit, schon im mittlerenWasserhärtebereich bei zweiMillimol Calciumcarbonat je Liter sinkt ihre relative Waschwirkung auf 60 % ab.[29] Als Wasserenthärter werden vor allem die wasserunlöslichen EnthärterZeolith A undSchichtsilikate in Pulverwaschmitteln sowie wasserlöslicheCitrate in Flüssigwaschmitteln eingesetzt. SogenannteBuilder unterstützen diese mineralischen Enthärter neben anderen Funktionen.[31]
Als Wasserenthärter, die im flüssigen Waschmittel löslich sind, werdenKomplexbildner wie etwaNitrilotriessigsäure (NTA),Phosphonate,Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) verwendet, jedoch keine mineralischen Enthärter. EDTA gilt als biologisch schlecht abbaubar, weshalb in der Schweiz das Inverkehrbringen von Waschmitteln mit einem Massengehalt von mehr als 0,5 % EDTA beziehungsweise seiner Salze verboten ist.[43] Komplexbildner wie NTA, EDTA oder Phosphonate können zudem Schwermetalle aus Sedimenten remobilisieren und damit indirekt toxisch wirken. AusAminopolyphosphonaten kann sich in KläranlagenGlyphosat bilden und Forschungsergebnisse derUniversität Tübingen deuten darauf hin, dass dies eine bedeutende Quelle für die beständig hohen Glyphosatmengen in europäischen Gewässern sein könnte.[44][45] Aus diesen Gründen sollte die Konzentration starker Komplexbildner in Gewässern so gering wie möglich gehalten werden.[46]
NTA ist möglicherweisekrebserregend.[47]Tetranatriumiminodisuccinat (IDS) mit seinen vierCarboxylatgruppen und dem Stickstoff alsElektronendonatoren kann mit Metallionen einen fünffach koordiniertenKomplex bilden. Die sechste Koordinationsstelle des oktaedrischen Komplexes wird von einem Wassermolekül besetzt. Tetranatriumiminodisuccinat wird als mittelstarker Chelatbildner in Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzt. Es gilt als biologisch leicht abbaubar.[48]
Bleichmittel entfernen nicht auswaschbare, farbige Verschmutzungen von Früchten oder Blut. Es sind Bleichmittel aufWasserstoffperoxidbasis, wieNatriumpercarbonat (2 Na2CO3 · 3 H2O2), einAddukt von Wasserstoffperoxid und Natriumcarbonat, oderNatriumperborat.[6]
Sie wirken besonders gut bei hohen Waschtemperaturen und sind in Pulverwaschmitteln enthalten. Eine Verwendung in flüssigen Systemen ist nicht möglich, da die Bleiche in gelöster Form die Enzyme unwirksam werden lässt.
Bleichaktivatoren erhöhen die Wirksamkeit der Bleichmittel bei niedrigen Temperaturen. Dafür kommenN-Acetylverbindungen wieTetraacetylethylendiamin (1) (TAED) zum Einsatz, das mit Wasserstoffperoxid zuN,N'-Diacetylethylendiamin (2) undPeressigsäure (3) reagiert, die als eigentliches Bleichmittel wirkt.[49]
Bleichstabilisatoren verhindern den unkontrollierten Zerfall der Bleichmittel während der Lagerung und beim Einsatz des Waschmittels. Omnipräsente Spuren von Schwermetallen fördern die schnelle Freisetzung des Sauerstoffs.Phosphonate können die Schwermetalle binden.[50]
Das vor allem im nordamerikanischen Markt als Bleichaktivator eingesetzteNatriumnonanoyloxybenzolsulfonat (NOBS) wird in Europa kaum verwendet, da es die Gummidichtungen der vorherrschenden Frontlader-Waschmaschinen schädigen kann. Im japanischen Markt werden zwei mit NOBS-verwandte Verbindungen, Natriumlauroyl-oxybenzensulfonat (LOBS) und Natriumdecanoyloxybenzolcarboxylat (DOBA) verwendet.[51]
Optische Aufheller sindfluoreszierende Stoffe, die Weißes weißer erscheinen lassen. Bei farbigen Textilien kann sich durch die Aufheller derFarbeindruck verändern. Optische Aufheller werden häufig in Flüssigwaschmitteln eingesetzt, um die fehlende Bleichwirkung anteilig zu kompensieren. Die Substanzenabsorbieren unterAnregungUltraviolettstrahlung im Bereich von 340 bis 380 Nanometern, beim Übergang in denGrundzustand wird Licht im Bereich von 420 bis 460 Nanometern emittiert. Die dabei emittierten blauen Lichtanteile kompensieren einen möglichenGelbstich des Waschgutes. Die optischen Aufheller stammen aus verschiedenen Substanzklassen, unter anderem werden Derivate der4,4′-Diaminostilben-2,2′-disulfonsäure eingesetzt.[52]
Waschmittelenzyme eignen sich zur Entfernung von Eiweiß-, Stärke- und Fettflecken. Enzyme werden aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen und ermöglichen durch ihre hohe Reinigungswirkung eine gründliche Reinigung der Wäsche in einem kurzen Waschgang. Sie wirken gut bei niedrigen und mittleren Waschtemperaturen und reduzieren so den Energie- und Wasserverbrauch. Bei hohen Temperaturen werden die Enzymedenaturiert.[53]
Je nach Art der Verschmutzung werden unterschiedliche Enzyme eingesetzt.Amylasen spalten die α-Glucosidbindungen inStärke,Lipasen spalten Esterbindungen und katalysieren die Hydrolyse vonFetten undProteasen spaltenPeptidbindungen inProteinen.Cellulasen hydrolysieren β-1,4-Glycosidische Bindungen inCelluloseketten. In Waschmitteln werden Mischungen alkalischer Cellulasen insbesondere eingesetzt, um die Farbklarheit von Textilien zu erhalten. Beim Waschen bilden Baumwollfasern mit der ZeitMikrofibrillen, die sich verbinden und verknoten. Dadurch verlieren Kleidungsstücke ihr glattes Aussehen, da die Mikrofibrillen und Knötchen das Licht streuen, was zu einem grauen Farbeindruck der Kleidungsstücke führt. Cellulasen lösen diese Fasern und Knötchen auf und glätten die Stoffe. Zudem entfernen sie feste Verschmutzungen und wirken der erneuten Ablagerung von Flecken und Staub entgegen.[53]
Waschalkalien erhöhen denpH-Wert der Waschlauge. Damit quellen die Fasern auf und der Schmutz lässt sich leichter ablösen. Schmutzträger wieCelluloseether halten den abgelösten Schmutz in der Schwebe und verhindern, dass er sich wieder auf der Wäsche niederlegt.Kernseifen,Silikone undTrialkylmelaminderivate regulieren alsEntschäumer dieSchaumentwicklung.[20]
Stellmittel oder Rieselsalze wie etwaNatriumsulfat halten pulverförmige Waschmittel während der Lagerung pulverförmig.Konservierungsmittel werden in Flüssigwaschmitteln eingesetzt und schützen vor mikrobiellem Befall; sie sind bei pulverförmigen Waschmitteln nicht nötig, da mikrobakterieller Befall wegen Wassermangels kaum vorkommt.[54]
Neben den bereits aufgezählten Inhaltsstoffen werden in flüssigen Vollwaschmitteln zusätzliche Stoffe verwendet.Alkohole verstärken reinigungswirksame Substanzen und ermöglichen bei flüssigen Waschmitteln, dass die Tenside gelöst werden können; teilweise wirken sie alsKonservierungsmittel. Über die normalen Inhaltsstoffe eines Waschmittels hinaus enthalten BuntwaschmittelFarbübertragungsinhibitoren zum Schutz der Farbe der Textilien.[55] Sie verhindern das Abfärben auf andere Textilien während des Waschvorgangs. Im Gegensatz zu Vollwaschmitteln sind in Buntwaschmitteln Bleichmittel,Bleichaktivatoren,Bleichstabilisatoren und optische Aufheller nicht enthalten. Bei farbigen Textilien kann sich durch die Aufheller derFarbeindruck verändern.
Duftstoffe überdecken den Eigengeruch des Trägers, des mikrobiellen Besatzes der Waschmaschine und den Eigengeruch der Waschmittel.[56] Sie machen etwa 0,05 bis 0,3 % der Rezeptur eines pulverförmigen Universalwaschmittels aus.[57] In Waschmitteln häufig verwendete Duftstoffe sind beispielsweiseR-Limonen (Orangenduft),Hexylzimtaldehyd (Jasminduft),2-(4-tert-Butylbenzyl)propionaldehyd (Maiglöckchenduft) undLinalool (Maiglöckchenduft).[58]
Es gibt zahlreiche Waschmittel in flüssiger oder pulverförmiger Form. Daneben gibt es Tabletten, Pasten, Kapseln und Pods. Die ersten im Handel erhältlichen Waschmittel waren Anfang des 20. Jahrhunderts pulverförmige Vollwaschmittel. Zu Beginn der 1980er Jahre erfolgte die Markteinführung von Flüssigwaschmitteln, gefolgt von der ersten Generation von Kompaktwaschmitteln und schließlich deren zweiten Generation einige Jahre später. Gegen Ende des 20. Jahrhunderts wurden Flüssigwaschmittel in Gelform sowie Waschmitteltabletten eingeführt. Im Jahr 2000 kamen Flüssigwaschmittel in Form von Pods auf den Markt, 2009 folgten flüssige Superkonzentrate.[59]
Die Herstellung von Pulverwaschmitteln erfolgt hauptsächlich durchSprühtrocknung oder Aufsprühverfahren. Beim Sprühtrocknungsverfahren wird zunächst eine Suspension aus thermisch stabilen und chemisch kompatiblen Inhaltsstoffen in einem Mischer mit einem Feststoffgehalt von etwa 60 % hergestellt. Die so entstandene Slurry wird dann unter Druck durch Zerstäubungsdüsen in einenSprühturm gesprüht. Im Gleich- oder Gegenstrom wird Heißluft mit einer Temperatur von etwa 300 bis 350 °C in den Turm eingeblasen. Dadurch verdampft das Wasser und es bilden sich kleine leicht wasserlösliche Hohlkügelchen. Statt durch Heißluft kann die Trocknung auch durchüberhitztenDampf erfolgen. Um dieSchüttdichte des Endprodukts zu erhöhen, können noch verschiedene Verdichtungsverfahren eingesetzt werden. Temperaturempfindliche Zusatzstoffe wie Natriumperborat, Enzyme oder Duftstoffe werden nachträglich in einer separaten Trommel auf das fertige Pulver aufgesprüht. Um den Bedarf an Verpackungsmaterial zu minimieren, wird ein möglichst hohes Schüttgewicht des Pulvers angestrebt. Je nach Waschmittelart werden weitere Additive wie optische Aufheller, Enzyme, Schaumregulatoren oder Farbstoffe hinzugefügt.[60]
Beim Aufsprühverfahren werden pulverförmige Einsatzstoffe, wie beispielsweise gemahlene Seife, Zeolith, Polycarboxylat, Silikat oder Perborat, vorgelegt. Die flüssigen Bestandteile wie Alkylbenzolsulfonat, nichtionische Tenside und Parfüm werden unter kontinuierlichem Rühren mittels Sprühdüsen auf die Feststoffe gesprüht. Das Aufsprühverfahren erzeugt Waschpulver mit einem vergleichsweise hohen Schüttgewicht. Dieses kann durch die Zugabe vonStellmitteln, wie beispielsweise Natriumsulfat, reduziert werden.[60]
Schmutz auf Textilien kann viele Quellen haben. Dazu gehören wasserlösliche Stoffe wieKochsalz oderHarnstoff ausKörperflüssigkeiten,Fette ausLebensmitteln, Hautfett oderKosmetik,Proteine ausBlut,Eiern oderMilcherzeugnissen, sowieKohlenhydrate ausMehl oderSoßen. Daneben finden sichFarbstoffe ausFrüchten,Gras,Rotwein oderGemüse undPigmente ausRuß,Asche oderErde.[61] Textilien können auch mit Bakterien, Schimmelpilzen oder pathogenen Viren kontaminiert sein, etwa durch Kontakt mit infizierten Personen oder kontaminierten Oberflächen.[62]
Textilien wiederum bestehen ausNaturfasern, etwaCellulosefasern wieBaumwolle,Proteinfasern wieWolle undSeide oderChemiefasern wieNylon und unterscheiden sich durch die Art der Färbung der Textilfaser. Naturwolle oder Seide etwa sollten nur von Hand gewaschen werden. Daher sind bei jedem Waschvorgang sowohl die Temperatur als auch das verwendete Waschmittel von Bedeutung. Seit 1961 werden deshalb in jedes Wäschestück Textil-Etiketten mitTextilpflegesymbolen eingenäht, auf denen die Wasch- und Pflegehinweise vermerkt sind. Der Waschbottich mit der Zahl in der Mitte steht für die maximal zulässige Temperatur inGrad Celsius beim Waschvorgang. Diese Temperatur darf beim Waschen nicht überschritten werden. Ein kleiner Balken unter dem Waschbottich steht für den Schonwaschgang.[63]
Neben der Art der Verschmutzung und der Beschaffenheit der Textilien kommt dem verwendeten Wasser eine wichtige Funktion zu. Wasser hat eine hoheOberflächenspannung, die eine guteBenetzung des Waschgutes verhindert. AlsTrinkwasser enthält es zudemErdalkaliionen, die für dieWasserhärte verantwortlich sind und Ablagerungen bilden können. Diese Faktoren müssen bei der Zusammensetzung von Waschmitteln berücksichtigt werden. Darüber hinaus soll der Schmutz in der Waschlaugedispergiert bleiben und sich nicht wieder auf der Faser ablagern. Insgesamt erfordert die komplexe Wechselwirkung von Schmutz, Textilien und Wasserqualität die Anwendung unterschiedlicher Waschmittelarten.[62]
Vollwaschmittel, auch Universal- oder Kochwaschmittel genannt, sind Waschmittel fürTextilien, die in verschiedenen Anwendungsformen wie Pulver, Flüssigwaschmittel oder Tabs angeboten werden. Sie sind für alle Temperaturbereiche von 20 bis 95 °C und für die meisten Textilien und Waschverfahren geeignet. Sie enthalten üblicherweise optische Aufheller und bei PulverwaschmittelnBleichmittel auf Sauerstoffbasis sowie Bleichaktivatoren. Neben dem Verschmutzungsgrad der Wäsche bestimmt die Wasserhärte, wie viel Vollwaschmittel für eine Wäsche benötigt wird.[64]
Ein typisches Vollwaschmittel enthält lineares Alkylbenzolsulfonat (12 %) und Seife (1 %) als anionische Tenside sowie Fettalkoholethoxylat (4 %) als nichtionisches Tensid. Zur Wasserenthärtung sind Soda (22 %), Natriumsilikat (1 %), Polycarboxylat (4 %) und Zeolithe (23 %) enthalten. Als Bleichmittel werden Natriumpercarbonat (14 %) und Tetraacetylethylendiamin (4 %) eingesetzt. Typische Enzyme sind Proteasen, Lipasen, Amylasen, Cellulasen, Mannanasen und Pektinasen. Daneben werden Duftstoffe sowieParaffin- oderSilikonöle als Entschäumer, optische Aufheller und Füllstoffe verwendet. Die genaue Zusammensetzung variiert je nach Hersteller und Region; die angegebenen Prozentwerte stellen typische Beispielangaben dar.[65]
Bunt- oder Colorwaschmittel sind pulverförmige oder flüssige Waschmittel fürTextilien für den Temperaturbereich von 20 °C bis 60 °C und für die meisten Textilien und Waschverfahren geeignet. Sie enthalten keine Bleichmittel und optische Aufheller. Sie sollen die wechselseitige Verfärbung von Textilien durch darin enthaltene Polymere, Eisen- und Mangan-Komplexe und Enzyme verhindern. Bei schlecht gefärbten Textilien besteht jedoch dennoch die Möglichkeit der Verfärbung. Buntwaschmittel haben gegenüber Vollwaschmitteln an Marktanteilen gewonnen. Im Jahr 2004 lag der Marktanteil bereits bei 28 % und 2008 in Deutschland wertmäßig bei 33 %.[66][33]
Colorwaschmittel enthalten lineares Alkylbenzolsulfonat (16 %) und Seife (1 %) als anionische Tenside sowie Fettalkoholethoxylat (4 %) als nichtionisches Tensid. Zur Wasserenthärtung sind Soda (22 %), Natriumsilikat (1 %), Polycarboxylat (4 %) und Zeolithe (25 %) enthalten. Bleichmittel werden nicht verwendet. Typische Enzyme sind Proteasen, Amylasen, Cellulasen, Mannanasen und Pektinasen, jedoch keine Lipasen. Daneben werden Duftstoffe sowie Paraffin- oder Silikonöle als Entschäumer, Verfärbungsinhibitoren und manchmal Farbstoffe verwendet. Die genaue Zusammensetzung variiert auch hier je nach Hersteller und Region.[65]
Feinwaschmittel für empfindliche Textilien werden in Pulver- und Flüssigform angeboten. Sie enthalten wie Colorwaschmittel keineoptischen Aufheller und Bleichmittel, dafür mehrEnzyme undSeife. Feinwaschmittel sind besonders für eine Waschtemperatur von 30 °C und für Handwäsche geeignet, da höhere Temperaturen die enthaltenen Enzyme zerstören. Die Reinigungsleistung von Feinwaschmitteln ist jedoch wegen der geringerenAlkalität in den meisten Fällen geringer als die von Colorwaschmitteln, was jedoch zu einer schonenden Reinigung der Feinwäsche führt.[67]
Einige Feinwaschmittel wirken ohne Enzyme, wie zum BeispielCellulase, und sind für Textilien geeignet, die ausCellulosefasern bestehen oder diese enthalten, wie beispielsweiseBaumwolle,Viskose oderLyocell.[68] Bei einem Test derStiftung Warentest brachte die Verwendung eines speziellen Feinwaschmittels für schwarze oder dunkle Wäsche keinen Vorteil gegenüber einem herkömmlichen Fein- oder Colorwaschmittel.[69]
Wollwaschmittel sind für die Wäsche von Wolle, Seide und Daunen entwickelt worden. Sie sindpH-neutral und enthalten weder Bleichmittel nochProteasen, die Woll- und Seidenfasern angreifen. Die Inhaltsstoffe sowie ihre Neigung zur Schaumbildung wirken dem Verfilzen der Wolle entgegen, teilweise sind Stoffe enthalten, die die Wolle flauschiger und weicher machen. Dazu werden zum Teil nichtionische Tenside zusammen mitkationischen Tensiden eingesetzt, die einenWeichspüleffekt haben und für einen angenehmen Griff sorgen. Anionische Tenside würden mit kationischen Tensiden unlösliche Verbindungen bilden und dürfen daher nicht eingesetzt werden.[70]
Baukastenwaschmittel bestehen aus den einzelnen Bestandteilen eines Vollwaschmittels und stellen eine gebrauchsfertige Mischung dieser Bestandteile dar. Baukastenwaschmittel werden einzeln in einemBeutel oderKarton angeboten. Zu diesen Produkten gehört derEnthärter. Er sorgt für die Anpassung an die örtliche Wasserhärte. DasBasiswaschmittel ohneBleichmittel entspricht einem Feinwaschmittel und wird je nach Verschmutzungsgrad der Wäsche dosiert. Das Bleichmittel oder Fleckensalz wird nur bei starker Verschmutzung und bleichbarer Wäsche zugegeben. Es macht aus dem Grundpulver ein Vollwaschmittel. Ergänzt werden diese Produkte durch spezielle, separat erhältliche Fleckenentferner, die vor dem Waschvorgang eingesetzt werden und zum Teil auf der Basis von Enzymen arbeiten, die den üblichen Waschmitteln zugesetzt werden.[71]
Der Vorteil eines Baukastenwaschmittels liegt in der bedarfsgerechten Dosiermöglichkeit. Vollwaschmittel müssen bei hartem Wasser höher dosiert werden, um mehr Enthärter zu liefern. Dabei werden zwangsläufig ebenfalls die waschaktiven Substanzen höher dosiert, ohne dass dies für die Reinigungsleistung notwendig wäre. Baukastenwaschmittel sind hier umweltfreundlicher, da der Wasserenthärter unabhängig vom Basiswaschmittel höher dosiert werden kann. Baukastenwaschmittel konnten sich auf dem deutschen Markt nicht etablieren. Sie entsprachen nicht den Bedürfnissen der Verbraucher nach einer einfachen Handhabung, zudem waren ihre ökologischen Vorteile gegenüber den Niedrigdosierwaschmitteln nur gering.[71]
Die zielgerichtete Anwendung von kompakten Vollwaschmitteln im Verbund mit kompakten Buntwaschmitteln wird gelegentlich als Tandem-System bezeichnet. Dabei kommt das kompakte Vollwaschmittelpulver für weiße Wäsche und bei hohen Temperaturen, das kompakte Buntwaschmittel für bunte Wäsche zum Einsatz. Allgemein kommen diese Pulverwaschmittel ohne das StellmittelNatriumsulfat aus. LautUmweltbundesamt reicht die Umweltverträglichkeit kompakter Buntwaschmittel an die von Baukastenwaschmitteln heran.[72]
Funktionswaschmittel werden für die Reinigung, Pflege, Imprägnierung und Werterhaltung der unterschiedlichsten technischen Fasern benutzt. Hauptsächlich kommen sie bei der Pflege von Sporttextilien zum Einsatz und sollen helfen, die Lebensdauer der Funktionstextilien zu erhöhen. Funktionswaschmittel gibt es für Textil-Membranen, Mikrofasern, Daunenfüllungen sowie als Hygienespüler für Funktionsunterwäsche.
Sogenannte Hygienespüler werden in die Weichspülerkammer gegeben und sollen während des letzten Spülgangs Wäschestücke desinfizieren, die bei Waschtemperaturen von unter 60 °C nach dem Waschen Keime enthalten.[73] Neben Bioziden enthalten Hygienespüler oft Duftstoffe. Die Wirksamkeit und Notwendigkeit von Hygienespülern ist umstritten.[74][75]
Waschpasten wieRei in der Tube basieren auf sekundären Alkylsulfonaten oder Alkylbenzosulfonaten und nichtionischen Tensiden, die mit Quellmitteln wieCarboxymethylcellulosen zur Erzielung einer pastösen Konsistenz vermischt werden. Die Paste wird in Tuben abgefüllt und als Reisewaschmittel vermarktet.[76]
Ein Schmutzfang- oder Farbfangtuch ist ein spezielles Tuch, das beim Waschen von Textilien in der Waschmaschine verwendet wird, um unerwünschte Farb- und Schmutzpartikel aufzufangen. Diese Tücher sind besonders nützlich, um Verfärbungen von hellen Kleidungsstücken zu verhindern, die durch das Abfärben neuer oder farbiger Textilien entstehen können. Schmutzfangtücher bestehen häufig aus saugfähigem Material, wie Baumwolle oderFrottee, und sind so konzipiert, dass sie überschüssige Farben und Schmutz während des Waschvorgangsabsorbieren. Sie fangen lose Farbstoffe und Schmutzpartikel im Waschwasser auf, wodurch die Gefahr von Verfärbungen und Vergrauungen reduziert wird. Nach einmaligem Gebrauch werden sie entsorgt.[77]
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Im Jahr 2021 wurden in Deutschland etwa 540.000 Tonnen Waschmittel verbraucht.[78] Zwischen April 2023 und März 2024 wurden im deutschen Einzelhandel etwa 193,5 Millionen PackungenMarkenwaschmittel verkauft, der Absatz derHandelsmarken lag bei 81,4 Millionen Packungen.[79] Für Waschmittel insgesamt wurden 2023 in Deutschland etwa 1,921 Milliarden Euro ausgegeben. Davon entfielen etwa 70,6 % oder 1,356 Milliarden Euro auf Universal-, Voll‐ und Colorwaschmittel, 17,6 % oder 338 Millionen Euro auf Waschhilfsmittel wie Fleckenentferner, Vorwaschmittel und Bleichen und 11,8 % oder 227 Millionen Euro auf Feinwaschmittel.[80]
Der europäische Waschmittelmarkt wird von technologischen Fortschritten, Umweltvorschriften und sich ändernden Verbrauchergewohnheiten, wie beispielsweise höheren Ansprüchen anNachhaltigkeit, beeinflusst. Der Trend geht daher zu Waschmitteln mit höheren Konzentrationen an waschaktiven Substanzen und damit zu kleineren Verpackungen für die gleiche Wäschemenge.[81] Zudem half die steigende Verbreitung pflegeleichter Textilien und der Entwicklung wirksamerer Waschmittel, die mittleren Waschtemperaturen von den früher üblichen 95 °C auf 30 bis 60 °C oder sogar auf Kaltwäschetemperatur abzusenken und so Energie einzusparen. Gleichzeitig sank der Wasserverbrauch von 200 auf etwa 40 Liter oder weniger pro Waschgang.[82]
Der globale Waschmittelmarkt wurde für 2025 auf 73,31 MilliardenUS-Dollar geschätzt. Die treibende Kraft für Marktveränderungen ist ein wachsender Anteil desE-Commerce-Sektors, der spezielle Verpackungen zur Steigerung der Versandeffizienz erfordert. Der Schwerpunkt liegt dabei auf kompakten Verpackungen aus nachhaltigen Materialien.[83]
Die größten Hersteller auf dem europäischen Markt sindHenkel,Procter & Gamble undUnilever. Ein weiterer großer Hersteller sind dieDalli-Werke, der vor allem Handelsmarken fürAldi oderLidl produzieren.[84]
Die drei in Europa marktführenden Konzerne Procter & Gamble (Ariel, Lenor, Dash und Vizir), Unilever (Coral und Skip) und Henkel (Persil, Weißer Riese, Spee und Terra) bildeten zwischen 2002 und 2005 einWirtschaftskartell, das Absprachen zu Preisen und Marktanteilen getroffen hatte. Henkel zeigte das 2008 dem deutschenKartellamt an. DieEU-Kommission verurteilte Procter & Gamble zu 211,2 Millionen und Unilever zu 104 Millionen Euro Strafe.[85]
Besonders umweltverträgliche Waschmittel werden mitUmweltsiegeln wie demEuropäischen Umweltzeichen und demBlauen Engel gekennzeichnet.[86] Die VerbraucherorganisationStiftung Warentest und die ZeitschriftÖko-Test testen und bewerten Waschmittel in ihren Veröffentlichungen unter anderem auf ihre Umweltverträglichkeit.[87]
Für das EU-Umweltzeichen hat dasUmweltbundesamt 1998 einen Großteil der in Europa angebotenen Waschmittel hinsichtlich ihrer Umweltauswirkungen beim Waschen bewertet. Dabei wurden unter anderem die Gesamtchemikalienmenge pro Waschgang, die biologische Abbaubarkeit undToxizität gegenüber Wasserorganismen, die nicht biologisch abbaubaren organischen Substanzen sowie derbiochemische Sauerstoffbedarf als Bewertungskriterien herangezogen. Waschmittel in Baukastensystemen waren laut dieser Studie bei sachgemäßer Anwendung die umweltschonensten Waschmittel. Alle Inhaltsstoffe wie Enthärter, Bleichmittel und Duftstoffe müssen jedoch von Anwender individuell und gezielt auf die Bedürfnisse des Waschgutes und der Wasserqualität eingestellt werden. Die relativ geringe Umweltbelastung der Baukastensysteme wird ebenfalls von einigen Colorwaschmitteln erreicht.[72]
Wasch- und Reinigungsmittel gelangen nach Verwendung inKläranlagen und Fließgewässer. Waschmittel enthalten vor allem Tenside, die dafür sorgen, dass Fette aus der Kleidung ausgewaschen werden, und Enthärter, die weiches Wasser erzeugen. In Waschmittel werden anionische und nichtionische Tenside verwendet. Die Tenside und andere Inhaltsstoffe müssen in Kläranlagen abgebaut werden. Werden sie nicht richtig abgebaut, gelangen sie in die Gewässer, da sie von den natürlichen Oberflächen in den Gewässern nicht aufgenommen werden.[88]
Der biologische Abbau von linearen Alkylbenzolsulfonaten wurde eingehend untersucht. DieAlkylkette wird zunächst wie beim natürlichenFettsäureabbau durch wechselweiseω-Oxidation und β-Spaltung zum Phenylbuttersäuresulfonat abgebaut. Dieses Zwischenprodukt wird unter Beteiligung vonCoenzym A vollständig abgebaut.[5] Die Abbaubarkeit von anionischen Tensiden wird mittels derMethylenblaumethode verfolgt. Diese ist unter anderem detailliert in der Verordnung (EG) Nr. 648/2004 beschrieben.[89]
Weitere Inhaltsstoffe wieFarb- undDuftstoffe können für die Umwelt ebenfalls problematisch sein. So sindMoschusduftstoffe wieGalaxolide oderTonalide nur langsam oder gar nicht biologisch abbaubar. Ähnliches gilt für optische Aufheller. Waschmittel, die alsantibakteriell ausgezeichnet sind, enthalten fernerBiozide, die dafür sorgen, dass Krankheitserreger und Schädlinge abgetötet werden. Biozide können jedoch, wenn sie in Gewässer gelangen, Wasserlebewesen schädigen; zudem beeinträchtigen sie die Wirkungsweise biologischer Kläranlagen.[90]
Die Abhängigkeit des Reinigungserfolges bei gegebener Verschmutzung, Textilart und Wasserqualität wird im sogenanntenSinnerschen Kreis dargestellt, einem Modell, das den Zusammenhang zwischen Waschmittel, mechanischer Behandlung, Temperatur und Zeit im Waschprozess in Bezug auf den Wascherfolg beschreibt. Sowohl für die mechanische Behandlung als auch für eine Temperaturerhöhung wird Energie benötigt. Durch den Einsatz effizienter Waschmittel kann der Energiebedarf durch Absenkung der Temperatur und Verkürzung der Waschzeit bei gleichem Wascherfolg entsprechend reduziert werden.[91]
Mikroplastik kann durch das Waschmittel selbst oder den Waschprozess freigesetzt werden, wobei es drei Quellen gibt. Dies sind zum einenMikrofasern aus synthetischen Textilien wie beispielsweisePolyestern, absichtlich zugesetztes Mikroplastik in Waschmitteln und gegebenenfalls Reste von nicht vollständig aufgelösten Waschmittel-Pads. Mikroplastik in Waschmitteln ist eine Quelle für sogenanntes primäres Mikroplastik. Die am häufigsten in Haushaltswaschmitteln nachgewiesenen Polymere warenPolyamide,Silikone,Polyurethane,Acrylat-Copolymere,Polyethylen undPolyethylenterephthalat. In Waschmitteln wurden durchschnittlich 354 ±144 Partikel pro Kilogramm gefunden.[92]
Allgemein werden Partikel, die kleiner als 5 Millimeter sind, als Mikroplastik bezeichnet. Abweichend davon definiert die EU-Verordnung 2023/2055 synthetische Textilfasern mit einer Länge von 0,3 bis 15 Millimetern und mit einem Längen-Durchmesser-Verhältnis von mehr als 3 als Mikroplastik. Zur Minimierung der Mikroplastikbelastung des Waschwassers werden Filter fürWaschmaschinen angeboten, die einen Großteil der Mikrofasern zurückhalten können.[93]
Waschmittel werden nicht vollständig aus der Kleidung herausgewaschen. Das beeinträchtigt möglicherweise allergisch reagierende Personen, ist aber auch für Küchentextilien wieStrudeltücher, mitzukochende Tücher zum Kochen vonServiettenknödeln und anderen relevant.
Lineare Alkylbenzolsulfonate als Bestandteile von Waschmitteln gehören mengenmäßig zu den bedeutendsten Schadstoffen imHausstaub. Sie wurden 2004 bei einer Untersuchung desÖsterreichischen Umweltbundesamtes in Mengen zwischen 37 und 660 Milligramm pro Kilogramm Hausstaub gefunden.[94] Sie reichern sich durch die Reinigung der Innenräume sowie durch Rückstände auf Textilien an.[95]
Der Nachweis anionischer Tenside im Abwasser erfolgt mit derMethylenblaumethode nach Longwell und Maniece. Der Nachweis erfolgtkolorimetrisch, indem eine Wasserprobe angesäuert, mitChloroform versetzt und mit Methylenblau, einem kationischenFarbstoff, versetzt wird. In Gegenwart eines anionischen Tensids bilden das kationische Methylenblau und das anionische Tensid einIonenpaar, das in die organische Chloroformphaseextrahiert wird. Die Farbsättigung des Chloroforms steigt mit der Konzentration des anionischen Tensids, dessen Gehalt durch Farbvergleich mit einer geeichten Farbskala bestimmt werden kann. Das Verfahren ist in derNorm ISO 7875-1: 1996-12 beschrieben.[96]
Nichtionische Tenside im Abwasser werden mit der Wickbold-Methode nach DIN 38409-23 bestimmt. Dazu werden die nichtionischen Tenside zunächst aus einer wässrigen Probe durch Durchblasen mitStickstoff in eine organischeEssigsäureethylesterphase überführt. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels wird der Rückstand in Wasser gelöst und mit Bariumtetraiodobismutat unter Komplexbildung gefällt.
Der Niederschlag wird mitAmmoniumtartrat-Lösung gelöst und anschließend das dabei gebildete Bismuttartrat mitEthylendiamintetraessigsäure komplexiert und die Komplexkonzentration bei einer Wellenlänge von 263,3 Nanometern photometrisch bestimmt.[97]
