È associato al classico odore di uova marce, può formarsi in depuratori, reti fognarie, impianti a biogas e processi industriali. Ma il cattivo odore è soltanto una parte del problema: ad alte concentrazioni l’H₂S rappresenta anche un serio rischio per la sicurezza
Basta una quantità molto piccola per renderlo riconoscibile. L’odore ricorda quello delle uova marce ed è probabilmente una delle firme olfattive più conosciute anche da chi non si occupa di ambiente.
È l’idrogeno solforato, H₂S, un gas che può formarsi naturalmente durante la degradazione della sostanza organica in condizioni prive o povere di ossigeno e che compare in numerosi contesti industriali.
Depuratori, reti fognarie, trattamento dei fanghi, impianti a biogas, discariche e alcune lavorazioni industriali sono soltanto alcuni degli ambienti nei quali può diventare un problema.
Ma ridurre tutto alla puzza di uova marce sarebbe un errore.
L’H₂S è contemporaneamente un problema odorigeno, un possibile agente corrosivo e, a concentrazioni elevate, un gas pericoloso per la salute.
Come si forma
Per capire perché l’idrogeno solforato sia così frequente bisogna guardare a ciò che succede quando la sostanza organica viene degradata in assenza di ossigeno.
In determinate condizioni alcuni microrganismi utilizzano i solfati presenti nell’ambiente e possono portare alla formazione di solfuri.
Il risultato può essere la liberazione di H₂S nella fase gassosa.
È un fenomeno particolarmente importante nelle acque reflue e nei fanghi, dove ristagno, temperatura e condizioni anaerobiche possono favorirne la formazione.
Per questo le reti fognarie rappresentano uno degli ambienti classici nei quali il problema può manifestarsi.
Perché le fogne possono puzzare di uova marce
Immaginiamo un tratto di rete nel quale il refluo rimane per molto tempo senza un’adeguata presenza di ossigeno.
Le condizioni diventano favorevoli ai processi anaerobici.
Quando il refluo arriva in un pozzetto, in una stazione di sollevamento o in un punto caratterizzato da maggiore turbolenza, l’idrogeno solforato disciolto può essere trasferito più facilmente all’aria.
Ed ecco comparire il caratteristico odore.
Il problema può ripetersi anche all’ingresso di un impianto di depurazione, nelle vasche e nelle sezioni dedicate al trattamento dei fanghi.
Il naso lo sente a concentrazioni molto basse
L’H₂S ha una caratteristica importante dal punto di vista odorigeno: può essere percepito dall’uomo a concentrazioni estremamente basse.
Questo significa che la presenza di un odore chiaramente riconoscibile non implica automaticamente una concentrazione pericolosa.
Ma vale anche il ragionamento opposto: non bisogna utilizzare il naso come strumento di sicurezza.
A concentrazioni elevate l’esposizione all’idrogeno solforato può compromettere rapidamente la capacità olfattiva. Una persona potrebbe quindi smettere di percepirne l’odore proprio mentre la situazione sta diventando più pericolosa.
È uno dei motivi per cui negli ambienti di lavoro a rischio vengono utilizzati rilevatori specifici e procedure di sicurezza, non la percezione degli operatori.
Per gli aspetti sanitari e di sicurezza, un riferimento internazionale è la scheda dedicata all’H₂S del NIOSH – National Institute for Occupational Safety and Health.
Odore e pericolo non sono la stessa cosa
Questa distinzione è fondamentale anche nella comunicazione ambientale.
Una molestia olfattiva può essere molto intensa e fastidiosa senza corrispondere automaticamente a una situazione tossicologica acuta.
Allo stesso tempo, valutare il rischio sanitario richiede dati sulle concentrazioni delle sostanze, sui tempi di esposizione e sulle condizioni specifiche.
La misurazione odorimetrica e quella chimica rispondono quindi a domande diverse.
L’olfattometria dinamica determina la concentrazione complessiva di odore di un campione in ouE/m³.
Un analizzatore specifico per H₂S misura invece la concentrazione del composto chimico.
I due valori non devono essere confusi.
Il problema della corrosione
L’idrogeno solforato può creare anche un problema meno visibile ma estremamente costoso: la corrosione delle infrastrutture.
In determinate condizioni l’H₂S presente nell’atmosfera delle condotte può essere coinvolto in processi biologici che portano alla formazione di acido solforico sulle superfici.
Nel tempo questo fenomeno può danneggiare calcestruzzo, tubazioni e altre strutture.
Per un gestore del servizio idrico, quindi, controllare l’H₂S non significa soltanto ridurre le proteste per i cattivi odori.
Può significare anche proteggere infrastrutture che devono funzionare per decenni.
Come si misura
Le possibilità sono diverse e dipendono dall’obiettivo.
Esistono sensori elettrochimici, analizzatori dedicati e strumenti portatili utilizzati soprattutto per la sicurezza degli operatori.
Per il monitoraggio ambientale o di processo possono essere impiegate tecnologie differenti in funzione delle concentrazioni attese e delle caratteristiche dell’impianto.
Anche i nasi elettronici possono includere sensori sensibili a composti solforati o essere addestrati a riconoscere pattern nei quali questi composti hanno un ruolo.
Nel precedente approfondimento di OdorNext sul PEN 3 di AIRSENSE, per esempio, la documentazione del produttore indica per l’H₂S una sensibilità nell’ordine di 0,1 ppm.
Ma riconoscere un pattern odorigeno e misurare selettivamente la concentrazione di H₂S rimangono due operazioni differenti.
Come si abbatte
Non esiste una soluzione unica.
Una prima strategia consiste nell’evitare che l’H₂S si formi, intervenendo sulle condizioni del processo.
Quando il gas è già presente nell’aria aspirata, invece, possono entrare in gioco tecnologie di trattamento.
Tra queste troviamo scrubber chimici, sistemi biologici, biofiltri, biotrickling filter e materiali adsorbenti, scelti sulla base delle caratteristiche del flusso.
In uno scrubber, per esempio, l’H₂S può essere trasferito dalla fase gassosa a una soluzione liquida e successivamente trattato attraverso opportune reazioni.
Nei sistemi biologici il principio è diverso: sono i microrganismi a contribuire alla trasformazione dei composti solforati.
La progettazione deve però considerare concentrazione, portata, umidità, temperatura e presenza di altri contaminanti.
Il monitoraggio continuo può fare la differenza
Un’altra difficoltà è la variabilità.
Un impianto può avere livelli relativamente bassi per gran parte della giornata e registrare picchi improvvisi durante determinate operazioni.
Una singola misura potrebbe non intercettarli.
Per questo, in alcuni contesti, il monitoraggio continuo permette di capire meglio quando compare il problema e quale fase del processo coincide con l’aumento delle concentrazioni.
Il dato può diventare utile non soltanto per il controllo ambientale, ma anche per ottimizzare la gestione dell’impianto.
Una molecola, tre problemi
L’H₂S mostra bene perché il settore degli odori non possa essere affrontato soltanto chiedendosi se qualcosa puzza oppure no.
La stessa sostanza può interessare tre piani differenti.
Il primo è quello della molestia olfattiva: l’odore può essere percepito anche lontano dalla sorgente.
Il secondo riguarda il processo e le infrastrutture: l’idrogeno solforato può contribuire alla corrosione.
Il terzo riguarda la sicurezza: a concentrazioni elevate può rappresentare un rischio grave per chi lavora negli ambienti interessati.
È quindi una delle molecole più emblematiche del settore.
Quella caratteristica puzza di uova marce può essere il primo segnale percepibile di un fenomeno che, dietro le quinte, è molto più complesso.
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