Composti organici volatili: cosa sono? Significato di COV, normativa applicabile e metodi di analisi VOC emessi nell’aria

Significato di COV e loro definizione

Un composto organico è qualsiasi composto contenente almeno l’elemento carbonio (C) e uno o più tra gli elementi idrogeno (H), ossigeno (O), fluoro (F), cloro (Cl), bromo (Br), iodio (I), zolfo (S), fosforo (P), silicio (Si) o azoto (N), ad eccezione degli ossidi di carbonio (ad esempio CO2) e dei carbonati e bicarbonati inorganici.

Un COV, acronimo di composto organico volatile, è un qualsiasi composto organico che, ad una temperatura di 293,15 K, ovvero 20 °C, abbia una pressione di vapore di 0,01 kPa, o superiore, oppure che abbia la corrispondente volatilità in condizioni particolari di uso. La pressione di vapore e la volatilità definiscono l’attitudine di una sostanza, solida o liquida, a passare allo stato aeriforme.

Entrambe le definizioni sono tratte dal decreto legislativo n. 152 del 2006 “Norme in materia ambientale”.

I composti organici volatili, come si evince dalle precedenti definizioni, sono una famiglia di composti chimici differenti, che, tra le altre caratteristiche, hanno anche quella di essere in grado di reagire, quando dispersi nella troposfera, dando vita a composti inquinanti. Fanno parte di questa classe di composti organici:

• gli idrocarburi alifatici (ad es. butano, n-esano) e aromatici (ad es. benzene, toluene)
• gli alogenoderivati (ad es. diclorometano)
• le aldeidi (ad es. formaldeide)
• i chetoni (ad es. acetone)
• gli alcoli (ad es. etanolo, butanolo)
• gli esteri (ad es. acetato di etile)
• altri composti (ad es. acido acetico, acrilammide, nicotina, acetonitrile).

Composti organici volatili di origine antropogenica e biologica 

I COV possono essere immessi nell’ambiente esterno, ovvero nell’atmosfera, e interno, ad esempio un ambiente di lavoro.

Le più importanti fonti esterne di COV sono sia di origine antropogenica, ovvero legata a cause umane, sia biogenica, ovvero legata a cause naturali. Sono di origine biogenica alcuni composti emessi dalle piante, i composti derivanti dalla decomposizione biologica della materia organica o il metano derivante dalla fermentazione che può avvenire nelle concimaie o nelle discariche. Le fonti esterne di origine antropogenica sono dovute ai gas di scarico dei veicoli, alle emissioni di solventi ad uso industriale e, in forma minore, ai fumi di combustioni di centrali termiche.
Le principali fonti interne di COV sono di origine antropogenica e provengono dai prodotti per la pulizia, dai materiali da costruzione, dagli arredi, dai cosmetici, dai deodoranti, dagli insetticidi, dai dispositivi di riscaldamento, dal fumo di sigaretta, da stampanti e fotocopiatrici, da colle, vernici, adesivi e solventi vari.

Pericolosità dei Composti Organici Volatili

È bene ricordare che non tutti i composti organici volatili presentano pericolosità specifiche per l’uomo: ne sono un esempio il metano o il propano. Altri COV, invece, sono stati addirittura classificati dalla IARC (International Agency for Research on Cancer) come cancerogeni: fra questi si annoverano la formaldeide e il benzene.

Concentrazioni atmosferiche

Nella tabella sono riportate le statistiche di base relative alle concentrazioni medie di 24 ore relative ad una serie di sostanze appartenenti alla famiglia dei COV rilevate da gennaio 2003 a giugno 2004 nell’ambito di un progetto di rilevamento della qualità dell’aria dell’ Istituto Superiore di Sanità. La stazione di rilevamento della qualità dell’aria ambiente era ubicata nel comune di Roma, in zona semicentrale, al margine di una strada ampia, a libera circolazione. Essa può essere considerata una zona di rilevamento “orientata al traffico” ma senza la presenza diretta di sorgenti emissive di origine industriale.

Tra i COV monitorati è stato dato particolare rilievo al benzene, considerato il particolare interesse sanitario di questo inquinante per le note caratteristiche cancerogene.

COV	media	*CV%	Min	Max
toluene	25,4	46,7	11,0	82,9
m-xilene	6,8	46,4	1,7	15,3
2-metilpentano	3,8	44,8	1,4	11,2
trimetilbenzeni	3,7	42,4	1,4	8,2
benzene	3,4	42,7	1,5	7,6
etilbenzene	3,2	110,7	1,0	34,1
o-xilene	3,2	44,0	1,3	7,1
p-xilene	2,9	44,0	1,2	6,5
n-esano	2,9	75,7	1,0	12,8
cicloesano	1,5	90,8	0,4	8,2
tetracloroetilene	1,4	47,4	0,4	3,2
n-eptano	1,4	38,1	0,5	2,9
metilciclopentano	1,3	42,2	0,5	3,2
tricloroetilene	1,3	46,8	0,5	3,6
2-metilesano	1,0	54,0	0,4	4,0
metilcicloesano	0,9	53,4	0,4	3,0

COV: valori medi e statistiche di base rilevati nel periodo di osservazione (gennaio 2003- giugno 2004). Concentrazioni espresse in µg/m3 (milionesimi di grammo)
*CV% – coefficiente di variazione

COV Composti organici volatili: normativa

Negli ultimi decenni è aumentata sempre di più l’attenzione nei confronti dell’inquinamento atmosferico e molto si è fatto in merito al controllo delle emissioni e alla riduzione, o eliminazione, di componenti inquinanti e all’individuazione di concentrazioni massime consentite per diverse categorie di composti. Ma qual è la normativa applicabile ai COV?

Sono state pubblicate diverse normative, sia europee che italiane, relative all’emissione di COV composti organici volatili, tra le più importanti vi sono:

 

• La direttiva europea n. 42 del 2004 relativa alla “limitazione delle emissioni di composti organici volatili dovute all’uso di solventi organici in talune pitture e vernici e in taluni prodotti per carrozzeria”, a cui è seguita l’attuazione italiana con il decreto legislativo n. 161 del 2006 e successive modifiche.
• Il D.Lgs n. 152/2006 relativo alle “Norme in materia ambientale” e conosciuto anche come “Testo Unico dell’ambiente” o “Codice dell’ambiente”, stabilisce norme in materia di tutela del suolo e delle acque, gestione dei rifiuti, riduzione dell’inquinamento atmosferico, valutazione dell’impatto ambientale e risarcimento dei danni ambientali. Il decreto ha subito numerose modifiche negli anni e le ultime sono state introdotte dal decreto legislativo n. 21 del 2018. La parte quinta del TU si occupa di “norme in materia di tutela dell’aria e di riduzione delle emissioni in atmosfera”. Entrando più nel dettaglio, il titolo I legifera su “prevenzione e limitazione delle emissioni in atmosfera di impianti e attività” stabilendo “i valori di emissione, le prescrizioni, i metodi di campionamento e di analisi delle emissioni e i criteri per la valutazione della conformità dei valori misurati”. L’art. 275 si occupa nello specifico delle emissioni di COV.
• La direttiva 2010/75/UE relativa “alle emissioni industriali (prevenzione e riduzione integrate dell’inquinamento)”, recepita dall’Italia attraverso il decreto legislativo n. 46/2014, stabilisce norme volte ad evitare, o quantomeno ridurre, le emissioni delle attività industriali nell’aria, nell’acqua e nel terreno e la produzione di rifiuti, allo scopo di proteggere l’ambiente;
• La recente direttiva europea n. 2284 del 2016 che ha introdotto la definizione di composti organici volatili non metanici, acronimo COVNM, intesi come “tutti i composti organici, diversi dal metano, che possono produrre ossidanti fotochimici per reazione con gli ossidi di azoto in presenza di radiazioni solari”.

Analisi composti organici volatili: come si misurano i COV emessi

I limiti di emissione al camino dei COV si verificano attraverso specifici metodi analitici, grazie al supporto di aziende specializzate.

Esistono metodi di tipo automatico, che applicano il principio della ionizzazione di fiamma, ed esprimono il risultato, ovvero la concentrazione misurata di COV, in mg Carbonio/Nm, (indicato come COT = Carbonio Organico Totale o, in inglese TOC = Total Organic Carbon). Questi metodi sono qualitativamente NON selettivi, ovvero NON distinguono i singoli composti organici volatili presenti nel flusso e misurati, ma solo la loro quantità.

Per i composti organici volatili più pericolosi è invece utilizzato un metodo specifico, che prevede una fase di adsorbimento, ovvero cattura, su fiale di carbone attivo, con successivo desorbimento, ovvero rilascio, per successiva determinazione gascromatografica. Questa tecnica è, infatti, in grado di distinguere qualitativamente i singoli COV, oltre che di determinarne la quantità.

Normative tecniche specifiche sono applicate nell’esecuzione di queste misure e, in dettaglio, i metodi sono:

• UNI EN 13649 per singoli composti
• UNI EN 12619 per COV < 20 mg/Nm³
• UNI EN 13526 per COV ≥ 20 mg/Nm³

Limiti di emissione COV: come rispettarli ?

Per essere certi di rispettare i nuovi limiti di emissione possono essere percorse strade diverse, che comprendono sia interventi sui prodotti utilizzati (es: vernici e inchiostri ad acqua, ad alto solido, ecc.), sia interventi che prevedono l’uso di appropriati sistemi di abbattimento delle emissioni. In taluni casi è necessario adottare entrambe le soluzioni per garantire la conformità ai limiti imposti.

BROFIND^Ⓡ, avendo tra la propria gamma di prodotti praticamente tutte le possibilità di abbattimento di un’emissione contenente COV (dal recupero, alla termodistruzione, all’abbattimento ad umido, etc…), è in grado, per ogni cliente, di consigliare il miglior sistema di abbattimento, trovando così il miglior compromesso tra costi di investimento e costi di gestione dell’impianto.