I composti odorigeni: cosa causa i problemi di odore?
La biofiltrazione è una tecnologia biologica in ampia diffusione per la deodorizzazione dell’aria esausta proveniente da numerosi processi industriali. infatti molti di essi potrebbero avere problemi di emissioni maleodoranti ed inquinanti. Sebbene non tutte le sostanze inquinanti comportino problemi di odori.
Dunque da cosa dipende l’impatto olfattivo di una sostanza?
L’odore è causato dalla percezione olfattiva di composti chimici in fase aerea e che comporta degli stimoli. Di conseguenza cattivo odore e puzza sono termini indicati per descrivere un’odore sgradevole. Infatti profumo e cattivo odore sono stimoli percettivi a carattere essenzialmente soggettivo. Per questo la reazione che generano in ciascuno di noi è soggettiva.
Quali parametri influiscono sulla percezione da parte di un soggetto di un certo tipo di odori?
Il parametro essenziale che regola la percezione olfattiva di una sostanza è la volatilità del composto. Con questo si intendono tutte quelle proprietà chimico-fisiche che rappresenta la tendenza di un solido o di un liquido rispettivamente a sublimare o ad evaporare. Questo significa più semplicemente la sua tendenza a passare dalla fase liquida a gassosa e viceversa. In generale, sono considerate volatili le sostanze che, in determinate condizioni di pressione e temperatura, presentano elevata tensione di vapore. In altre parole il sistema tende ad evolvere spontaneamente verso lo stato aeriforme. In aggiunta tale stato è il più stabile dal punto di vista chimico e fisico.
Nella tabella seguente si vede il particolare delle principali sostanze emesse all’interno del processo di compostaggio. Tale processo è, infatti, uno dei processi a maggiori emissioni odorigene ed inoltre si generano un grande spettro di differenti sostanze odrigene.
Tabella 1: composti organici individuati in impianti di compostaggio e in altri impianti di trasformazione delle biomasse, con associate la percezione olfattiva caratteristica e le relative soglie (Fonte Arta).
Composto | Concentrazione soglia di percezione (μg/m3) | Concentrazione soglia di odore elevata (μg/m3) | Tipo di odore |
Composti azotati | |||
Ammoniaca (NH3) | 26,6 | 39500 | pungente |
Metilammina | 25,2 | 12000 | Pesce, pungente |
Dimetilammina | 84,6 | 84,6 | Pesce |
Trimetilammina | 0,8 | 0,8 | Pesce, pungente |
Scatolo | 4•10-5 | 268 | fecale |
Composti dello zolfo | |||
Idrogenuro soflato | 0,7 | 14 | uova |
Disolfuro di carbonio | 24,3 | 23000 | Dolce sgradevole |
Ditemtilsolfuro | 25 | 50,8 | Cavolo |
Dimetildisolfuro | 0,1 | 346 | Zolfo |
Dimetiltrisolfuro | 6,2 | 6,2 | Zolfo |
Metilmercaptano | 0,04 | 82 | Aglio |
Etilmercaptano | 0,032 | 92 | Terra |
Acidi grassi volatili | |||
Acido formico | 45 | 37800 | Aspro |
Acido acetico | 2500 | 25000 | Aceto |
Acido propionico | 84 | 64000 | Pungente |
Acido butirrico | 1 | 9000 | Rancido |
Acido valerianico | 2,6 | 2,8 | |
Acido isovalerianico | 52,8 | 52,8 | Formaggio rancido |
Chetoni | |||
Acetone | 47500 | 161000 | Di menta |
Butacetone | 737 | 147000 | Acetone |
2-pentanone | 28000 | 45000 | dolciastro |
Altri composti | |||
Fenolo | 178 | 2240 | Medicinali |
Acetaldeide | 0,2 | 4140 | Erba |
I microrganismi si insediano sul substrato inerte e operano il processo di biofiltrazione. Di conseguenza essi si nutrono degli inquinanti presenti nel flusso gassoso trattato. Molto importante è non interrompere per lunghi periodi il rifornimento d’aria attraverso lo strato biologicamente attivo. Come risultato si riesce ad evitare che la biomassa rimanga per lungo tempo senza un “alimento” da rimuovere.
Quali composti vengono rimossi in modo efficace durante il trattamento?
L’efficienza di abbattimento è dunque strettamente correlata alla sostanza da trattare e alla sua concentrazione. La tecnologia della biofiltrazione risulta particolarmente efficace nel trattamento dei COV, acronimo di Composti Organici Volatili (o VOC, acronimo dalla lingua inglese di Volatile Organic Compounds). All’interno di questo grande contenitore che sono i COV, vi sono però tipologie di composti totalmente differenti gli uni dagli altri. Sebbene vi sia comportamento che accomuna tutti questi composti: la loro elevata volatilità. Fanno parte dei COV gli idrocarburi (alifatici e aromatici) e i composti contenenti, assieme a idrogeno e carbonio, anche cloro, ossigeno e altri elementi. All’interno di questa seconda classe di composti figurano alcoli, esteri, aldeidi, chetoni, clorofluorocarburi (CFC) e idroclorofluorocarburi (HCFC).
La biofiltrazione opera efficacemente su una grande tipologia di composti. Su alcuni si riesce ad ottenere un rendimento di rimozione prossimo al 90%. Su altri come i COV non metallici il rendimento è inferiore. Ma dopo tutte queste parole, ci chiediamo, quali sono i composti che vengono rimossi efficacemente durante questo processo innovativo? La risposta la diamo attraverso la tabella che potete vedere. Al suo interno sono elencate le principali sostanze, definite all’interno dei trattati BAT, rimovibili. Per chi non lo sapesse l’unione europea definisce delle linee guida ambientali chiamate BAT, acronimo che sta per Best Available Techniques. Ogni azienda per garantire al meglio la protezione ambientale deve adottare le migliori tecnologie presenti sul mercato. Il trattamento che sfrutta i biofiltri è fra questi, mirando a minimizzare le emissioni odorigene.
Tabella 2 – Principali composti rimovibili con la tecnologia della biofiltrazione (”Best Available Techniques Reference Document for the Waste Treatments Industries” [123 UBA, 2003]).
Sostanza
Formula Bruta
Ammoniaca
NH3
Monossido di carbonio
CO
Acido solfidrico
H2S
Acetone
C3H6O
Benzene
C6H6
Butanolo
C4H10O
Acetato di butile
C6H12O2
Acetato
CH3COO−
Dietilammina
CH3CH2NHCH2CH3
Solfuro dimetile
2(CH3)S
Etanolo
C2H6O
Esano
C6H14
Etilbenzene
C8H10
Butirraldeide
C4H8O
Scatolo
C9H9N
Indolo
C8H7N
Metano
CH4
Metanolo
CH3OH
Triclorometano
CHCl3
Tetracloroetano
CCl4
Metiletilchetone
CH3COC2H5
Isopropanolo
C3H8O
Metilmercaptano
CH3SH
Stirene
C8H8
Monossido di azoto
NOx
2-etilesanolo
C8H18O
Xilene
C8H10
La biofiltrazione è in grado di rimuovere questi composti con differenti livelli di efficienza in funzione della loro concentrazione. Il risultato dell’attività dei microrganismi è l’ottenimento di metaboliti e substrati primari.