Metodologie e tecniche di campionamento delle sostanze odorigene

ID 19029 | 22.02.2023 / Documento completo in allegato

Le sostanze odorigene possono essere campionate da flussi emissivi di sostanze maleodoranti, o dall’aria ambiente sia per stabilire la natura chimica della miscela di gas che viene raccolta, sia per sottoporre il campione ad analisi sensoriale tramite olfattometria dinamica secondo la norma tecnica UNI EN 13725:2022.

Inoltre, il campionamento può avvenire alla sorgente odorigena come prefigurato dalla norma citata, al fine di caratterizzare le emissioni in termini di portata di odore (Odour Emission Rate, espressa in unità di odore europee al secondo - utile ad alimentare modelli di dispersione di odore), oppure al recettore, ovvero dove viene percepito odore, a distanza dalla sorgente, per una valutazione sperimentale dell’esposizione della popolazione alle molestie olfattive. In ogni scenario, l’elemento che accomuna il campionamento è che si tratta della fase conclusiva di un processo decisionale messo in atto per acquisire gli elementi necessari a determinare la presenza di odore, allo scopo di impostare interventi in risposta alle lamentele possibili della popolazione (per impianti di nuova realizzazione) o conclamate (per impianti esistenti).

Il campionamento di sostanze odorigene, prevede quindi che determinate quantità di aria (solitamente alcuni litri) vengano confluite in appositi contenitori per il trasporto in laboratorio al fine di eseguire le analisi di interesse. Il contenitore non deve essere permeabile ai composti di interesse in quanto potrebbe comportare la perdita del campione stesso. Per evitare lo snaturamento del campione, il contenitore inoltre deve essere inerte.

Anche una conservazione non corretta del campione durante il trasporto può comportare il suo snaturamento dovuto sia a reazioni chimiche innescate da aumenti di temperatura che da reazione fotochimiche. Pertanto, i campioni devono essere trasportati a basse temperature (4-10°C) e al buio (a meno che il materiale non sia già non permeabile alla per sua natura).

1. Campionamento per analisi chimiche e per analisi sensoriali

Il campione di aria viene inserito in apposito contenitore, inerte, senza asperità, per scongiurare l’innesco di reazioni chimiche di denaturazione del campione, a bassa permeabilità per i gas e inodori.

I materiali sono plastiche (PET, PTFE), metallo e vetro.

Il campionamento deve durare abbastanza a lungo per raccogliere un campione rappresentativo della situazione indagata e il tempo che intercorre tra il campionamento e l’analisi deve essere il più breve possibile per evitare la perdita o lo snaturamento del campione.

La norma tecnica tedesca VDI 3880:2011 indica una durata del campionamento di 30 minuti una conservazione massima del campione di 6 ore. La UNI EN 13725:2022 indica 30 ore come conservazione massima del campione.

2. Campionamento per l’analisi chimica dei composti odorigeni

Il processo di campionamento si sostanzia nella “cattura” all’interno di un substrato di una o più sostanze gassose presenti nell’aria. Tale processo può avvenire in modo attivo o passivo e sempre in condizioni controllate e riproducibili.

Il prelevamento del campione in modalità attiva si effettua sia alla fonte che in aria ambiente e avviene in modo forzato, con una pompa di campionamento che convoglia i composti gassosi li induce a fissarsi sulla superficie del substrato più idoneo. La regolazione del flusso di aria in ingresso (l/min) comporta un maggior o minor tempo di campionamento.

La modalità passiva non necessità flussi di aria forzati ed è applicata a campionamenti ambientali. Il substrato presente entra in contatto con le sostanze gassose mediante il principio della diffusione.

I principi chimico-fisici di adsorbimento e assorbimento regolano il trasferimento delle sostane odoranti al substrato di campionamento.

Un substrato, quale il carbone attivo o polimeri quale il Tenax, è adsorbente quando ha l’abilità di catturare composti odorosi e di rilasciarli in modo reversibile in condizioni analitiche predefinite. L’assorbimento consta nella solubilizzazione delle sostanze odorigene nel substrato costituito in genere da una soluzione acquosa.

La caratterizzazione chimica delle sostanze che si possono analizzare dipende dai limiti di rilevabilità della tecnica analitica scelta o disponibile per gli analiti considerati e dal livello di concentrazione degli inquinanti gassosi.

Il volume di aria da prelevare e di conseguenza il tempo di campionamento saranno tanto maggiori quanto meno sensibile sarà la tecnica analitica disponibile, e quanto più ridotte saranno le concentrazioni degli odoranti distintivi del sito oggetto di investigazione.

Un’alternativa è l’utilizzo dei canister. I canister sono contenitori in acciaio che possono contener fino a 15 itri di aria. Il campionamento avviene ponendo il canister sottovuoto e aprendo la valvola che ne regola il flusso di aria in ingresso.  Il tempo di campionamento è funzione diretta della capienza del canister e del diametro del restrittore in ingresso dell’aria (tabella 1) a cui è connessa la valvola regolatrice.

Tabella 1 - Portata di campionamento del canister in funzione del restrittore utilizzato

Riveste importanza primaria prevenire la possibile contaminazione o degradazione del campione.

Per tale motivo, il canister viene sottoposto preventivamente, a processi di inertilizzazione delle pareti lisce interne. Prima del campionamento il dispositivo viene sottoposto a cicli di lavaggio (pressurizzazione e svuotamento successivo) con azoto o aria ultra pura per prevenire la contaminazione del nuovo campione da sostanze odoranti residue.

Immagine 1 - Rappresentazione schematica di un canister. (da US Epa, Ohio Environmental Protection Agency - Advisory - Sample Collection and Evaluation of Vapor Intrusion to Indoor Air)

3. Campionamento per analisi sensoriali

I campionamenti olfattometrici, descritti in UNI EN 13725, sono basati sul trasferimento, all’interno di sacchetti o sacche di materiale polimerico inerte ed in condizioni controllate, di una porzione rappresentativa del campione gassoso da sottoporre ad indagine, analizzato senza alcun pre-trattamento, salvo eventuale pre-diluzione.

Il metodo di raccolta in sacche si basa sull’utilizzo di pompe a depressione che lavorano in base al principio del polmone; il sacchetto è posizionato all’interno di contenitori rigidi evacuati usando una pompa da vuoto ed il campione viene richiamato all’interno del sacchetto per effetto della depressione generata.

I campioni raccolti in sacche posso essere utilizzati sia per l’olfattometria dinamica, sia per essere sottoposti ad analisi chimiche o altri metodi strumentali, secondo le specifiche metodiche di interesse o all’analisi mediante IOMS (naso elettronico) per la memorizzazione dell’impronta olfattiva.

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4. Il campionamento e la caratterizzazione delle sorgenti emissive

Le sorgenti emissive di composti odorigeni devono essere caratterizzate in modo esaustivo mettendo in evidenza tutti i processi potenzialmente rilevanti nel determinare rilasci indesiderati e possibili impatti.

Un’analisi approfondita deve definire programmi di campionamento volti a descrivere le sorgenti in termini di frequenza, intensità, durata, offensività ed estensione spaziale delle attività odorigene.

In particolare, il sopralluogo rappresenta una delle fasi fondamentali perché permette in prima analisi di effettuare tutte le valutazioni del caso, dimensionando la sorgente e definendone le caratteristiche principali. Il campionamento è un passaggio importante del processo di misurazione della contrazione di odore effluente gassoso; esso incide sulla qualità e affidabilità del risultato. Il campionamento rappresenta quindi, sull’intero processo del controllo analitico, un momento di elevata criticità, in quanto:

- condizione i risultati di tutte le operazioni successive;

- incide in misura notevole sull’attendibilità totale del risultato dell’analisi

- può essere fonte di contestazioni dei risultati analitici.

Nell’olfattometria l’utilizzo della strumentazione è strettamente dipendente dalla tipologia di sorgente da analizzare.

Le sorgenti emissive possono essere principalmente di due tipi: puntuali e areali.

Immagine 4 - Tipi di sorgenti emissive

Per le prime è sempre presente un flusso in uscita, mentre per le seconde si distinguono le sorgenti areali attive e quelle passive.

Le sorgenti areali attive sono dotate di un proprio flusso, mentre quelle passive emettono composti odorigeni per volatilizzazione e convenzione.

Per raccogliere i campioni si ricorre principalmente al principio del polmone. Tale tecnica non viene utilizzata nei casi in cui vi è il rischio di condensa del campione nei quali si fa ricorso ad un pre-diluitore. Inoltre, la pre-diluizione può essere applicata se il campione è molto caldo e deve essere raffreddato prima dell’immissione nel contenitore dei campioni. Entrambe le tecniche - principio polmome e pre-diluizione vengono utilizzate nel campionamento puntuale dei camini.

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5. Il campionamento ambientale

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[...] Segue in allegato

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Fonti:
TUA | Testo Unico Ambiente
Emissioni odorigene: Quadro normativo
Metodologie valutazione emissioni odorigene
Molestie Olfattive Studi metodi e strumenti per il controllo - Edizioni ETS 2022

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