Il Progetto di ricerca “Lotta all’inquinamento odorigeno: soluzioni sostenibili per il futuro”, realizzato da studenti del 4° anno del corso di Biotecnologie Ambientali dell’Istituto di Istruzione Superiore “G. Galilei” di Jesi (An), nell’ultima edizione de “I Giovani e le Scienze” (Milano, 15-17 marzo 2025), promossa dalla FAST per il concorso UE dei giovani scienziati, ha ottenuto l’accredito per la partecipazione al MILSET Expo–Sciences International (ESI) 2025 (Abu Dhabi 27 settembre – 3 ottobre 2025), evento organizzato dall’Abu Dhabi Centre for Technical and Vocational Education and Training (ACTVET) per scambiare competenze e mettere in luce i migliori progetti presentati da un gruppo selezionato di studenti creativi e aspiranti scienziati provenienti da oltre 50 Paesi nei settori STEM.
L’odore è definito come “attributo organolettico percepibile dall’organismo olfattivo annusando determinate sostanze volatili” (Norma ISO 5492:2008 Sensory analysis – Vocabulary) e corrisponde alla sensazione che la sostanza odorosa determina a seguito della interpretazione del sistema olfattivo.
L’inquinamento odorigeno o olfattivo, nonostante sia un indicatore di problemi ambientali, occupi il secondo posto, dopo il rumore, nella lista dei reclami dei cittadini europei e sia correlato anche a problemi di salute, non trova adeguati riferimenti nella normativa ambientale europea, e all’interno dei Paesi membri(in molti sono addirittura assenti).
In Italia, il D,lgs 183/2017 di recepimento della Direttiva 2015/2193 relativa alla limitazione delle emissioni nell’atmosfera di taluni inquinanti originati da impianti di combustione medi, ha introdotto la fattispecie delle emissioni odorigene, modificando il cosiddetto Testo Unico Ambientale (Art. 272–bis del Dlgs 152/2006): “la normativa regionale o le autorizzazioni possono prevedere misure per la prevenzione e la limitazione delle emissioni odorigene degli stabilimenti”. Non sono quindi prescrittive per le Regioni a cui compete il rilascio delle autorizzazioni per gli impianti produttivi che generano emissioni in atmosfera, tanto che Il Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica (MASE) ha emanato delle Linee guida affinché vi sia una certa uniformità a livello territoriale.
Mentre l’unico intervento normativo a livello di UE è riferito al trattamento dei rifiuti, con la Decisione 2018/1147 della Commissione europea sulle migliori tecniche disponibili (BAT) che per 5 di queste (34) fissa dei limiti massimi. Anche, il Piano di azione “Verso inquinamento zero per aria, acqua e suolo” che fissa obiettivi al 2030 per ridurre le varie forme di inquinamento, non cita l’inquinamento odorigeno.
Secondo Rosa Arias, Ingegnere chimico presso l’Università di Barcellona, CEO di Science for Change e coordinatrice del Progetto europeo D-NOSES (Distributed Network for Odour Sensing, Empowerment and Sustainability), “Ci sono tre fattori chiave in gioco. Le tecniche di abbattimento degli odori sono solitamente costose, le industrie che emettono si oppongono tipicamente alle iniziative normative e gli odori sono difficili da misurare. In effetti, gli odori ambientali sono miscele composte da centinaia di composti volatili che innescano una reazione nel nostro olfatto. Il modo in cui li percepiamo è così unico e complesso che i cosiddetti ‘nasi elettronici’ o le analisi chimiche tradizionali non possono imitarlo”.
In un quadro regolatorio ancora frammentario, le azioni di mitigazione delle emissioni odorigene possono costituire una valida e poco onerosa pratica volta a ridurre l’impatto sulle comunità interessate. Va in questa direzione il Progetto “Lotta all’inquinamento odorigeno: soluzioni sostenibili per il futuro“, realizzato dagli studenti Maddalena Simonetti, Riccardo Pacenti e Matteo Scuppa della IV classe Biotecnologie Ambientali dell’Istituto di Istruzione Superiore “G. Galilei” di Jesi (An), coordinato dai Proff. Massimiliano Loroni e Milva Antonelli, che nell’ultima edizione de “I Giovani e le Scienze” (Milano, 15-17 marzo 2025), promossa dalla FAST per il concorso UE dei giovani scienziati (EUCYS), ha ottenuto l’accredito per la partecipazione al MILSET Expo–Sciences International (ESI) 2025 (Abu Dhabi 27 settembre – 3 ottobre 2025), evento organizzato dall’Abu Dhabi Centre for Technical and Vocational Education and Training (ACTVET) per scambiare competenze e mettere in luce i migliori progetti presentati da un gruppo selezionato di studenti creativi e aspiranti scienziati provenienti da oltre 50 Paesi nei settori STEM.
Il Progetto è nato dall’analisi delle problematiche presenti nel contesto industriale del territorio della valle dell’Esino, dove si situa Jesi (An), sede della scuola dei tre studenti, e sono presenti diverse attività con impatti odorigeni, tra cui una discarica di rifiuti urbani, impianti di allevamento intensivo di polli, attività di lavorazione delle carni e un importante polo petrolchimico su cui si accentra l’attenzione delle comunità locali a causa degli impatti ambientali e sanitari associati alle sue attività.
Durante le ricerche bibliografiche gli studenti sono stati colpiti dall’utilizzo in campo petrolchimico di “profumi” dispersi nell’ambiente, con l’obiettivo di contrastare la “puzza” generata dai prodotti di raffinazione degli idrocarburi. Da qui sono sorte le domande:
– Che tipo di interazione avviene tra “puzza e profumo”?
– Si tratta di una semplice mascheratura di odori sgradevoli con altri piacevoli o di una interazione chimica che riduce effettivamente la concentrazione delle sostanze odorigene?
Fra i vari percorsi per le competenze trasversali e l’orientamento (PCTO) che l’IIS Galilei offre ai suoi studenti vi è quello nel settore petrolchimico con partner come la Raffineria API di Falconara M.ma e la ditta Casali S.p.A. specializzata in lavorazione del bitume per la produzione di guaine bituminose.
Proprio la Casali S.p.A. si è resa disponibile a supportare il lavoro di ricerca scientifica per lo studio dell’interazione fra le sostanze odorigene generate nella lavorazione del bitume ed essenze profumate a base di terpeni.
Da un punto di vista strutturale, il bitume può essere visto come una emulsione in cui le micelle di asfalteni, circondati da resine e aromatici, sono disperse in una fase fluida di idrocarburi saturi. La percentuale di contenuto di zolfo, ossigeno e azoto è assai variabile: lo zolfo, ad esempio, a seconda della provenienza, può variare dall’1% al 10%.
Le emissioni del bitume sono state in buona parte caratterizzate e documentate, anche se rappresentano concentrazioni minime, a livello di ppm. Alcune di esse contengono composti solforati (solfuri e mercaptani), che hanno odori caratteristici e soglie olfattive molto basse, dell’ordine delle parti per miliardo (ppb). Con soglie olfattive via via crescenti, sono percettibili anche i disolfuri, solfuri, aldeidi, alcheni, acidi carbossilici, ammine, alcani clorurati, aromatici e nafteni.
Le sostanze piacevolmente odorose (profumo) sono essenzialmente terpeni, biomolecole costituite da multipli dell’unità isoprenica, ottenuti nei sistemi biologici dalla reazione di più unità di IPP (isopentenil pirofosfato) e di DMAPP (dimetilallil pirofosfato), reazione detta testa-coda in quanto la testa dell’IPP si lega sempre, eccetto per alcuni casi, alla coda del DMAPP. Possono avere struttura lineare, ciclica o mista lineare e ciclica. Quando i terpeni sono modificati con reazioni tali da portare alla formazione di gruppi funzionali contenenti atomi diversi dal carbonio, come gruppi idrossilici, carbonilici o contenenti azoto, vengono chiamati terpenoidi. I terpeni vengono prodotti da molte piante, soprattutto conifere e da alcuni insetti e sono i componenti principali delle resine e degli oli essenziali; cioè miscele di sostanze che conferiscono a ognuna un caratteristico odore o aroma. Si possono ottenere sia per riscaldamento blando che per distillazione in corrente di vapore di composti organici di piante. Nel caso specifico sono stati utilizzati mircene, α-terpinene, α-terpineolo, eucaliptolo
Per verificare l’interazione tra le molecole volatili che si generano nella lavorazione del bitume (la puzza) e le molecole dei terpeni o terpenoidi (il profumo), il gruppo di ricerca ha utilizzato come camera di campionamento, una cappa da laboratorio spenta e sigillata in tutte le fessure di aspirazione in modo da creare un sistema chiuso.
Per simulare le condizioni di lavorazione del bitume è stato utilizzato un bagno a sabbia termostatato a 180 °C in cui è stata posizionata una capsula di alluminio contenente una quantità pesata di bitume mentre in una capsula di vetro posta a temperatura ambiente veniva posizionata una determinata quantità di terpene. Dopo un periodo di circa 30 minuti sono state campionate le sostanze presenti in aria mediante la tecnica del campionamento attivo, utilizzando 3 diverse tipologie di fiale adsorbenti, alla ricerca del miglior substrato (XAD2, Chromosorb 106 e carbone attivo) per l’obiettivo prefissato
Dalle fiale adsorbenti i composti sono stati estratti mediante desorbimento chimico con n-esano. Gli estratti, dopo concentrazione in atmosfera di azoto, sono stati analizzati con tecnica GC-MS (gascromatografia-spettrometria di massa) una delle migliori tecniche strumentali utilizzabili per cercare di interpretare miscele complesse come quelle derivanti dai fumi bituminosi
Con le stesse condizioni utilizzate per il campionamento su fiala è stata quindi effettuato il campionamento di aria per la determinazione delle unità odorigene mediante olfattometria dinamica, metodo basato sull’identificazione, da parte del gruppo di prova, della cosiddetta “soglia dell’odore”, ossia del confine al quale un odore tende ad essere percepito dal 50% degli esaminatori che hanno partecipato alla prova. Per far sì che un campione di odore raggiunga questa soglia è necessario utilizzare un apposito strumento diluitore, l’olfattometro che consente di diluire il campione di gas odorigeno da analizzare secondo precisi rapporti con aria “neutra”, ossia aria deodorizzata e deumidificata per filtrazione attraverso carboni attivi e gel di silice.
Ne è risultato che i vari terpeni hanno avuto effetti differenti sulla percezione dell’odore dei fumi bituminosi, e nel caso dell’utilizzo dell’α-terpineolo si è riscontrato un numero di unità odorigene inferiori a quanto percepibile con i soli fumi bituminosi, valore possibile solo se si ipotizza una reazione chimica con modificazione delle molecole odorigene.
L’analisi degli estratti effettuata in gas-massa ha permesso di suffragare quanto sopra ipotizzato: a differenza degli altri tre terpeni, l’α-terpineolo risulta praticamente assente. Inoltre dopo avere ottimizzato il campionamento impiegando fiale con riempimento XAD2 e usando l’iniettore splitless, è stato possibile individuare la presenza di un estere dell’α-terpineolo a conferma della reattività di questo terpene con i gruppi carbonilici delle sostanze odorigene del bitume.
Identificato il terpene in grado di ridurre la “puzza” della lavorazione del bitume, è possibile individuare le piante o gli arbusti che maggiormente lo producono. Nel caso dell’α-terpineolo è naturalmente presente in più di 150 piante, tra cui pini, eucalipto, lillà, fiori di tiglio. Pertanto, nella programmazione di insediamenti produttivi da attività petrolchimica o in un progetto di attenuazione odorigena di uno esistente, potrebbero essere previste aree verdi perimetrali o interne all’impianto con tali essenze, ovvero usare nebulizzatori con tale agente odorigeno.
Secondo i giovani ricercatori, tale approccio potrebbe essere applicato anche ad altri settori con impatti odorigeni significativi (come allevamenti intensivi, lavorazione delle carni, trattamento dei rifiuti e discariche), individuando per ciascun settore le piante e gli arbusti più idonei a mitigare gli odori, attraverso interazioni chimiche, e contribuendo, al contempo, a migliorare il benessere dei lavoratori e a diminuire il disagio per i residenti nelle aree circostanti, che sono poi tra gli obiettivi delle Soluzioni basate sulla Natura (NbS), secondo la definizione concordata a livello internazionale dall’’Assemblea Ambiente delle Nazioni Unite (UNEA-5) nella Risoluzione del 2 marzo 2022 “Rafforzare le azioni per la natura per raggiungere gli obiettivi di sviluppo sostenibile”.