Sono state sviluppate diverse metodologie analitiche finalizzate alla caratterizzazione dei campioni FORD e allo studio della variazione composizionale dopo ossidazione parziale di stabilizzazione (OPS). I risultati ottenuti dimostrano come il trattamento di stabilizzazione favorisca la formazione di sostanze umiche, le quali conferiscono ai campioni FORD caratteristiche di un buon ammendante. Le sostanze umiche (HS) sono complesse ed eterogenee miscele di composti organici che si trovano ovunque nell’ambiente. Rappresentano la maggior parte della materia organica presente nel terreno, nei sedimenti (fossili), nell’acqua e discariche. La struttura delle HS non è stata ancora determinata a causa della loro complessità ed eterogeneità. Per ottimizzare le condizioni sperimentali sono state inoltre analizzate alcune matrici modello. Infine, allo scopo di valutare le emissioni del processo ossidativo, sono state condotte specifiche analisi della componente volatile nelle acque di condensa derivanti dal processo di essiccazione dei prodotti dopo OPS.
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Caratterizzazione molecolare dei prodotti FORD dopo OPS mediante spettrometria di massa e HPLC-UV
I campioni FORD sono stati sottoposti a specifici protocolli finalizzati all’estrazione, alla caratterizzazione molecolare e alla determinazione della variazione composizionale della frazione organica, prima e dopo ossidazione parziale di stabilizzazione (OPS). Le analisi hanno dimostrato che il trattamento OPS dei campioni porta ad un incremento della sostanza umica, conferendo al materiale caratteristiche di ammendante, e quindi supportandone l’impiego quale compost.
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Caratterizzazione molecolare di matrici di riferimento dopo OPS mediante spettrometria di massa e HPLC-UV
Sono state analizzate differenti matrici di riferimento dopo OPS allo scopo di monitorare la trasformazione della materia a livello molecolare e ottimizzare le condizioni sperimentali del processo stesso. In particolar modo per gli amidi è stato osservato un processo di polimerizzazione del glucosio e una depolimerizzazione dei polisaccaridi indotte dalle condizioni sperimentali e dalla presenza dei reattivi di Fenton, mentre per la matrice proteica sono stati osservati prodotti di degradazione (polipeptidi) legati al processo ossidativo.
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Caratterizzazione della componente volatile in acque di condensa dei prodotti FORD dopo OPS
L’analisi è stata condotta mediante la tecnica SPME (solid phase microextraction) in spazio di testa per l’estrazione degli analiti seguita da analisi strumentale eseguita con un sistema costituito da un gascromatografo interfacciato ad uno spettrometro di massa. I dati estrapolati dalle analisi hanno permesso di determinare la distribuzione dei composti volatili (predominanza di terpeni, seguita da esteri e acidi carbossilici) e individuare le differenze tra campioni ottenuti usando diverse concentrazioni di reagenti.
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Caratterizzazione dei prodotti FORD dopo OPS mediante spettroscopia di risonanza magnetica nucleare (NMR)
La spettroscopia di risonanza magnetica nucleare HR-MAS NMR (High Resolution – Magic Angle Spinning NMR) è stata impiegata quale tecnica non distruttiva utile alla caratterizzazione molecolare e alla determinazione della variazione composizionale della frazione organica di rifiuti da differenziata sottoposta a trattamento OPS. I risultati ottenuti dagli spettri HR-MAS 13C NMR sui campioni, indicano che il trattamento di ossidazione parziale di stabilizzazione è in grado di modificare la percentuale dei diversi tipi di atomi di carbonio, in termini qualitativi e quantitativi, in funzione della concentrazione dei reagenti di Fenton (H2O2 e sale FeSO4) e del tempo del processo ossidativo.
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Bibliografia
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