I Sistemi Strumentali di Monitoraggio degli Odori IOMS
Il Sistema IOMS, Instrumental Odour Monitoring System, è un dispositivo per il monitoraggio in continuo delle emissioni odorigene e la conseguente valutazione dell’impatto olfattivo. Il sistema è dotato di una cella di misura in cui sono alloggiati sensori diversi, i più utilizzati sono i cosiddetti MOS (metal oxide sensor), ma trovano impiego anche sensori elettrochimici (EC), specifici per singoli inquinanti come ammoniaca e acido solfidrico, e a fotoionizzazione (PID), selettivi per composti insaturi (idrocarburi aromatici, olefine, composti carbonilici) \cite{Giuliani_2014}. l sistema IOMS prevedono una fase iniziale, "l’addestramento", ai fini della realizzazione dei modelli di classificazione e quantificazione degli odori da investigare \cite{higuchi2016} \cite{2012b}. A tale scopo si prelevano campioni di odore dalle sorgenti da investigare, sottoponendoli alla rilevazione dello IOMS e ad analisi olfattometriche per la determinazione della concentrazione di odore in accordo alla UNI EN 13725:2004 \cite{2012} \cite{2014}\cite{Zarra_2019}. Una volta acquisiti tutti i campioni si passa alla analisi statistica multivariata dei dati rilevati, per costruire i modelli di classificazione e quantificazione. L’IOMS, installato presso un ricettore sensibile, registra in continuo la presenza di odori, ne riconosce la provenienza e ne fornisce l’intensità in unità olfattometriche. In questo modo, dal rapporto tra il numero di eventi odorigeni e il tempo totale, è possibile ricavare la frequenza degli episodi di odore, che è in relazione con la valutazione quantitativa della molestia olfattiva e quindi con la normale tollerabilità degli esposti \cite{2016a}. La matrice di sensori simula il funzionamento dei recettori del naso umano mentre il sistema di elaborazione dei dati quello del cervello. L’IOMS è in grado di caratterizzare e memorizzare l’impronta olfattiva di una miscela odorosa senza entrare nel dettaglio della sua composizione chimica \cite{2016b}\cite{2013}.
Pertanto, se addestrato per un adeguato periodo di tempo, esso può riconoscere un odore già presente nel suo archivio. Il sistema può essere utilizzato per applicazioni rapide di controllo qualità nell’ambito dell’industria chimica, alimentare, e della cosmesi. In campo ambientale trova applicazione in quattro categorie principali \cite{2012a}:
- monitoraggio della qualità dell'aria;
- monitoraggio della quaità dell'acqua;
- controllo dei processi e verifica dell'efficienza del sistema di controllo degli odori per la valutazione dell'impatto odorigeno.
Il vantaggio offerto da questa apparecchiatura è l’oggettività del dato che non richiede la presenza umana. Il risultato finale è una valutazione complessiva della miscela di odori, non limitata al singolo composto \cite{Zarra_2019}. L’elaborazione dei dati avviene grazie ad algoritmi che permettono di scegliere le informazioni provenienti dai diversi sensori, di assimilare le differenti risposte e, quindi, di istruire il naso elettronico. Questa fase di apprendimento genera un archivio che risulta essere di fondamentale importanza per poter confrontare le miscele gassose oggetto di studio \cite{romain2012}\cite{2012a}.
L’applicazione dei sistemi IOMS ai fini del monitoraggio e della qualità dell’aria ha acquistato un importante rilevanza economica e scientifica, arrivando ad avere anche valore legale \cite{2015}. L’introduzione in commercio di sistemi elettronici elimina gli svantaggi legati alla soggettività del giudizio, cioè la variabilità individuale, e l’adattamento, cioè la diminuzione della sensibilità durante esposizioni prolungate a un odore \cite{2016c}\cite{higuchi2016a}. Da una ricerca effettuata si stima che il mercato dei sistemi IOMS registrerà un aumento del 10,37% nel periodo di previsione 2020-2025. Il mercato dei sistemi di monitoraggio è suddiviso in due categorie, per settore dell'utente finale (alimenti e bevande, chimica e petrolchimica, ambientale, medica e clinica) e geografia. Il Nord America detiene la quata di mercato più significativa, seguito dal mercato Europeo in più rapida crescita ed infine quello Asiatico \cite{Zarra_2019} . Sono presenti in commercio una vasta gamma di sistemi di monitoraggio, basati su diversi tipi di sensori, elaborazione dei dati e sistemi di riconoscimento dei modelli e/o principi di funzionamento, in modo tale che vengano stabilite le procedure esatte per la verifica dell’idoneità e dell’utilizzo dello strumento \cite{2013} \cite{Zarra_2019} .
Conclusioni
Le emissioni odorigene associate alle fasi di esercizio degli impianti di trattamento di ingegneria sanitaria ambientale costituiscono uno degli aspetti negativi più avvertiti dalla popolazione circostante. Sebbene non siano stati dimostrati conseguenze dirette sulla salute dell’uomo rappresentano la prima fonte di lamentele e di potenziali cause, diventando argomento di contesa sia per gli impianti già esistenti, sia per l’insediamento di nuovi impianti. Risulta dunque fondamentale caratterizzare ed identificare strumenti e tecnologie di controllo. I sistemi strumentali IOMS, in tal senso, rappresentano un valido strumento con il più alto potenziale sviluppo futuro. L’influenza di problematiche quali il drift ed il disallineamento delle risposte dei segnali fa si che l'attivita di ricerca è in corso. L’introduzione di elementi di correzioni sono stati analizzati ed introdotti al sistema, al fine di migliorare l’affidabilità della misura, la stabilità del segnale e garantire la sua ripetibilità nel tempo.