Biodegradabilità e stabilità biologica dei rifiuti, come calcolarle?

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La stabilità biologica di un rifiuto organico è un parametro fondamentale per la corretta gestione. Permette infatti di verificarne le caratteristiche di biodegradabilità e putrescibilità, ovvero assicura un corretto recupero come compost di qualità o ammendante in agricoltura oppure ne garantisce l’accesso in discarica in condizioni di sicurezza. Si configura quindi come un importante parametro per realizzare una virtuosa gestione dei rifiuti, nell’ottica più ampia di un’economia sempre più circolare.

 

L’indice di respirazione dinamico

La stabilità biologica si determina attraverso l’indice di respirazione dinamico, che permette di misurare il grado di decomposizione della sostanza organica a più alta biodegradabilità in una matrice. L’attività respiratoria indica infatti la capacità della matrice di favorire il metabolismo microbiotico.
In presenza di ossigeno, i microrganismi si nutrono per mezzo delle sostanze organiche del substrato rilasciando anidride carbonica: più è alta la concentrazione di composti organici facilmente biodegradabili (bassa stabilità biologica), più è intenso il metabolismo microbiotico; laddove invece vi sia penuria di tali sostanze (matrici con alta stabilità biologica), i microrganismi saranno meno attivi.
L’indice di respirazione dinamico medio, ottenuto tramite il test respirometrico dinamico, quantifica l’attività microbiotica misurando il consumo orario di ossigeno impiegato per l’ossidazione biochimica dei composti biodegradabili della matrice, eseguito attraverso l’insufflazione forzata del campione.

 

Come si calcola l’IRD?

La norma UNI/TS 11184:2006 specifica come determinare l’indice di respirazione dinamico reale (IRDR) e quello potenziale (IRDP). L’analisi dell’indice reale si effettua sul campione tal quale, mentre quello potenziale avviene dopo la regolazione di umidità ed, eventualmente, densità apparente.
Questi fattori sono determinanti per ottenere risultati pertinenti nella determinazione dell’IRD, poiché:

  • l’umidità del campione determina l’intensità dell’attività microbiotica, per questo deve essere fatta dopo la determinazione della Capacità Idrica Massima (CIM);
  • la densità apparente influisce sulla capacità dell’ossigeno, insufflato forzatamente, di passare attraverso il campione raggiungendo in modo omogeneo ogni punto del campione. Nel caso in cui la matrice sia eccessivamente densa, sarà necessario correggerla diluendovi un bulking agent.

La misura della quantità di ossigeno consumato per l’attività aerobica del campione viene dedotta dalla differenza di concentrazione di ossigeno tra l’aria in ingresso e quella in uscita dal respirometro: è calcolata come la media degli indici respiratori orari (IRDh) relativi alle 24 ore nelle quali la respirazione microbiotica è più elevata. L’IRD risultante si esprime in mg di ossigeno su kg di sostanza volatile per ora: mgO2*KgSV-1*h-1.

 

Perché calcolare l’indice di respirazione dinamico?

L’indice di respirazione dinamico è un parametro necessario a:

  • Verificare la stabilità del compost di qualità: Pur mancando ancora oggi una normativa che definisca i parametri per valutare la stabilità biologica di un compost, a livello nazionale si è concordi nel ritenere l’IRD il fattore determinare per stabilire se un compost sia di qualità ovvero stabile e adatto all’uso. Un alto tasso di consumo di ossigeno del compost finito è, infatti, indice dell’intensa attività microbiotica ancora in corso: qualora il compost sia eccessivamente “attivo”, è maggiore la potenzialità odorigena e potrebbero sorgere problemi nella fase di utilizzo e conservazione.
  • Ammettere l’impiego del digestato in agricoltura come fertilizzante: Il digestato è un sottoprodotto dell’attività degli impianti a biogas per la produzione di energia alimentati a reflui zootecnici, biomassa e altri scarti di origine animale e vegetale. Si tratta del risultato della digestione anaerobica dei microrganismi e si presenta come una matrice semi-solida, contenente sostanza secca organica dall’alto potenziale fertilizzante; per questo è comunemente impiegato in agricoltura in qualità di ammendante. Come per il compost di qualità, anche nel caso del digestato l’IRD determina la stabilità biologica della componente organica e, dunque, rappresenta il principale parametro per valutarne e ammetterne il reimpiego.
  • Ammettere i rifiuti in discarica: L’indice di respirazione dinamico potenziale, IRDP, è il dato necessario per valutare la stabilità biologica di una matrice, ai fini della valutazione dell’eventuale pretrattamento dei rifiuti da allocare in discarica, come stabilito dai Criteri tecnici ISPRA ai sensi dell’art. 48 della L. 221/2015. La sola disidratazione è, infatti, un dato non sufficiente anche in caso di rifiuti speciali non biodegradabili: se, anche dopo la disidratazione, il rifiuto presenta un IRDP superiore a 000 mgO2*kgSV-1*h-i, non potrà essere ammesso in discarica; dovrà essere pretrattato al fine di ridurne il potenziale di biodegradabilità. Allo stesso modo, un rifiuto liquido non biodegradabile a matrice organica, dovrà subire un trattamento prima di essere smaltito in discarica qualora il contenuto di TOC (carbonio organico totale) superi il 5%.

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