Anàlisi química amb especiació

L’anàlisi química (amb especiació) és una manera de separar, identificar i mesurar els diferents compostos presents en una mostra d’aire olorós. És difícil utilitzar aquest mètode per mesurar la molèstia de les olors, ja que la presència de diferents compostos químics pot tenir efectes diferents quan es combinen amb d’altres; algunes combinacions poden intensificar l’olor mentre que d’altres poden contrapesar.

Què és?

L’anàlisi química (amb especiació) d’emissions oloroses consisteix en la identificació i quantificació completes de compostos químics olorosos en una mostra d’olor. És una "anàlisi instrumental" perquè investiga les olors amb instruments. Es necessiten eines sensibles i potents per a l’anàlisi de les olors.

Per a aquest propòsit es poden aplicar diferents instrumentacions: la tècnica principal Cromatografia de gas, unida a Espectrometria de masses (GC-MS). GC - MS és una tècnica que combina la capacitat de separació de la cromatografia de gas (GC) amb l'espectrometria de masses (MS), que permet la identificació dels compostos separats (figura 1).

La cromatografia de gas pot separar molècules en funció de les seves propietats físico-químiques: com una carrera de peus, les molècules corren al llarg de la columna GC i arriben al detector de MS en un temps diferent (anomenat temps de retenció), segons les seves característiques químiques. Aquesta separació permet a l’SM analitzar les molècules per separat: de fet, l’espectròmetre de masses divideix cada molècula en fragments ionitzats, obtenint un espectre de masses. Un espectre de masses és una empremta digital de molècules, que és característica i permet identificar de forma única una substància.

Així doncs, obtenim un cromatograma, un diagrama on podem observar diferents pics, cada pic atribuïble a les diferents molècules separades per la columna GC en funció del temps (figura 2). Sota cada pic cromatogràfic, és possible analitzar l'espectre de masses i identificar totes les substàncies.

Fons

L’anàlisi química amb GC-MS és una tècnica “antiga” i consolidada i històricament és el primer mètode aplicat per a l’anàlisi d’olors. Tanmateix, no es pot considerar com un mètode desenvolupat específicament per a la mesura de les olors. Tot i que el tipus d’informació obtinguda amb aquest tipus d’anàlisi pot ser molt precisa, no està directament relacionada amb la percepció d’olors.

Per a què es pot utilitzar?

Al nivell d’emissions, es pot aplicar GC-MS per obtenir informació sobre la composició química de les emissions d’olors. GC-MS permet identificar i quantificar les emissions d'olors complexes. La identificació i la quantificació dels compostos químics presents en una emissió d’olors són fonamentals per avaluar l’impacte dels compostos emesos sobre el medi ambient i la salut humana.

La caracterització química també permet avaluar el compliment de les emissions amb límits de concentració o flux de regulació fixats per les autoritats competents per tal de protegir els treballadors i els ciutadans de l’exposició a compostos perillosos o tòxics.

Per a què NO es pot utilitzar?

L’anàlisi química pot resultar molt difícil i no sempre efectiva, especialment en la caracterització d’olors complexes. Les olors no són additius: en barreges oloroses, es poden produir efectes sinèrgics i de màscara entre diferents odorants, donant que la composició química d’una mostra olorosa no pot estar relacionada amb la seva concentració d’olors.

Una forma de relacionar la composició química d’una barreja olorosa amb la seva concentració d’olors és avaluar l’anomenat “Valor d’activitat d’olor” (OAV), que es calcula com la suma de la relació entre la concentració química de cada compost de la barreja i concentració del llindar de l'olor:

OAV = Valor d'activitat de l'olor (ouE m-3)
Ci = Concentració del compost i (mg m-3)
OTi = Llindar olorós del compost i (mg ouE-1)

Tot i això, la concentració d’olors calculada a través del VAV pot ser molt imprecisa. Un dels motius d'aquesta precisió és la dificultat de trobar valors OT fiables, atès que els valors que es troben a la literatura per a un sol compost olorós sovint difereixen per diversos ordres de magnitud. A més, si hi ha efectes sinèrgics de compostos olorosos, aquest càlcul subestimarà la concentració olorosa de la mescla olorosa.

Finalment, les tècniques analítiques no són tan sensibles com el nas humà per detectar tots els compostos malodorosos. De fet, hi ha alguns compostos olorosos que tenen concentracions de llindar d’olors en l’interval de ppb (parts per mil milions) o fins i tot ppt (parts per triló), que són nivells que gairebé no es detecten amb mètodes instrumentals.

Bulgarian BG Catalan CA English EN French FR German DE Greek EL Italian IT Portuguese PT Spanish ES