COV – Composti organici volatili: cosa sono, perché sono pericolosi e come eliminarli

In questo approfondimento parleremo dei Composti Organici Volatili (COV): cosa sono, perché sono considerati inquinanti pericolosi, quali sono le loro principali classi chimiche e come intervenire efficacemente nei processi industriali per il loro abbattimento.

Da una semplice analisi della parola “Composti Organici Volatili”  si nota come siano presenti le parole «Organici» e «Volatili». Cosa si intende con questi termini?

Organici: i COV sono basati sulla chimica del carbonio, ovvero la chimica organica. Le specie chimiche che analizzeremo sono caratterizzate da insiemi di atomi che ne determinano il comportamento chimico-fisico e la reattività;
Volatili: i COV hanno una marcata tendenza a transire in fase vapore, ovvero a cambiare di stadio ed a passare dalla fase liquida alla fase aeriforme, anche a temperature più basse.

I Composti Organici Volatili (COV) sono molecole organiche caratterizzate da un’elevata volatilità, cioè dalla tendenza a passare allo stato gassoso anche a temperatura ambiente.

Questa caratteristica li rende facilmente dispersibili nell’aria, contribuendo all’inquinamento atmosferico.
Vediamo insieme quali sono le principali categorie di molecole che rispettano la definizione data.

Prima di distinguere le varie categorie di molecole che fanno parte dei COV, è utile notare che possono avere diversa origine:

• biogenica = molecole che derivano da fonti naturali quali i vegetali. Tra di esse troviamo il metano (CH4), gli idrocarburi insaturi denominati terpeni e altre categorie di composti organici (esteri, aldeidi, chetoni e perossidi);
• antropogenica = composti che derivano principalmente da processi industriali di trasformazione e produzione

I composti di origine antropogenica rappresentano la categoria di maggior interesse per noi, esaminiamola insieme!

Specie chimiche contenenti carbonio e idrogeno, legate tra di loro da soli legami singoli. Costituiscono un’importante frazione del petrolio e vengono utilizzati massicciamente nel campo dei combustibili.

Specie idrocarburiche contenenti doppi legami. Derivano da processi produttivi dell’industria petrolchimica e sono degli intermedi importanti per la sintesi di molti composti.

Molecole molto stabili utilizzate in molti prodotti come: vernici, pitture, colle, smalti e lacche.

Molecole parzialmente ossidate, caratterizzate dal legame carbonile. Sono molto utilizzate nell’industria chimica, agraria, cosmetica e farmaceutica. Sono presenti anche naturalmente nei profumi e nella frutta durante la fase di maturazione.

Molecole caratterizzate dal gruppo carbossilico e utilizzate principalmente nell’industria alimentare come intermedi di reazione di sintesi per molecole più complesse.

Vediamoli insieme:

• alcoli = molecole caratterizzate dal legame idrossile. Vengono ampiamente utilizzati come solventi nella maggior parte dei settori o come intermedi in processi chimici di elevata importanza;
• eteri = caratterizzati dal legame R-O-R’. Queste sostanze sono presenti in specifici contesti: il THF (tetraidrofurano) viene ad esempio utilizzato come solvente industriale, mentre il MTBE (metil-tertbutil-etere) è ampiamente utilizzato come antidetonante nelle benzine verdi;
• esteri = molecole caratterizzate da un legame carbossilico. Diffusi nell’industria alimentare, soprattutto quella degli aromi, sono alla base del profumo della frutta in maturazione.

Gli alcoli vengono utilizzati ampiamente come solventi o come intermedi in processi chimici di elevata importanza. Ultimamente stanno rivestendo un’importanza sempre crescente nell’ambito dei combustibili per autotrazione.

Composti in genere volatili, idrofobici e tossici. Vengono utilizzati come pesticidi, fluidi refrigeranti e solventi.

Chiamati anche mercaptani, sono caratterizzati da un limite di percezione all’olfatto molto basso. Sono infatti aggiunti al gas metano per donargli il suo caratteristico odore. Sono emessi anche durante il trattamento delle acque di scarico, dei rifiuti animali e nei processi di raffinazione del petrolio. Su larga scala non costituiscono un grave problema per l’ambiente ma, a livello locale, possono risultare dannosi.

In questa categoria rientra un ampio numero di specie chimiche (ammine, ammidi, nitrili…) che trovano impiego in un’ampia gamma di settori. Tra questi vi sono la produzione di coloranti, la chimica farmaceutica, la fotografia e la produzione di gomme e di polimeri.

Comprendere l’impatto ambientale dei Composti Organici Volatili (COV) è fondamentale per adottare soluzioni efficaci contro questo tipo di inquinanti atmosferici.
A livello generale è possibile affermare che ciascun inquinante dell’aria ha un tempo caratteristico di permanenza in atmosfera, legato alle sue proprietà chimico-fisiche. Tanto maggiore risulta essere questo tempo, tanto più l’inquinante può disperdersi nell’atmosfera per opera di venti e di correnti, alterando l’equilibrio chimico dell’atmosfera stessa. Alcuni COV influenzano l’equilibrio del metano (CH4) nell’atmosfera, contribuendo indirettamente all’effetto serra e al cambiamento climatico.

È inoltre importante notare come molti COV siano pericolosi per gli uomini e gli animali. A titolo di esempio, non certo esaustivo:

• il benzene è un composto cancerogeno caratterizzato da un’elevata volatilità;
• la formaldeide è un composto tossico prodotto in elevate quantità e comunemente impiegato in moltissimi processi produttivi;
• i composti alogenati hanno elevate caratteristiche di volatilità e tossicità. Essendo tendenzialmente idrofobici, possono accumularsi nell’organismo.

Dopo aver analizzato gli effetti dei COV una domanda sorge spontanea: com’è possibile intervenire nei processi industriali per minimizzare l’emissione in atmosfera dei Composti Organici Volatili?
Le tecnologie disponibili per il trattamento dei COV sono molteplici e la scelta viene effettuata sulla base delle specifiche caratteristiche dei composti da trattare e del processo produttivo. Abbiamo realizzato un articolo di blog che approfondisce queste tematiche: COV – Composti Organici Volatili – Come intervenire
Le principali tecnologie per il trattamento dei Composti Organici Volatili includono:

• Chemsorb^®: filtro a carboni attivi per l’assorbimento dei COV;
• WETCLEAN: scrubber a umido per abbattimento di odori e COV;
• Post-combustore termico: distruzione termica dei COV ad alta temperatura;
• BIOCLEAN: biofiltro per trattamento biologico dei Composti Organici Volatili.

Di seguito puoi trovare anche alcune Case History relative all’abbattimento dei COV:

• trattamento COV, odori e vapori inorganici: applicazione scrubber nel settore chimico, metallurgico e produzione detergenti;
• COV da produzione fotovoltaica: impianto di adsorbimento a carboni attivi per ridurre le emissioni di Composti Organici Volatili emesse dagli impianti di produzione dei pannelli solari;
• filtrazione e depurazione polveri e COV nel settore chimico: Impianti ATEX multistadio applicati nell’ambito della produzione di agenti chimici e prodotti per la casa;
• COV e polveri nel settore vernici: installazione di impianti ATEX per il trattamento dei COV emessi dalle operazioni di verniciatura a spruzzo e dalla produzione di metacrilati

Iscriviti alla nostra newsletter per restare sempre aggiornato sulle novità Tecnosida^®!