La respirometria è una tecnica utilizzata per misurare l’attività metabolica di organismi viventi, come batteri, funghi, piante e tessuti biologici, attraverso l’analisi della variazione della quantità di ossigeno consumato nel corso del tempo. Questo metodo fornisce informazioni preziose sulla cinetica del metabolismo, sulle velocità di crescita e sulle dinamiche di decomposizione dei substrati organici.

Le matrici organiche derivanti dai più vari processi produttivi come le produzioni alimentari, il trattamento delle acque reflue, i processi industriali che determinano l’accumulo di sostanze organiche da varie fonti, devono essere valutate in base alla loro stabilità per consentire lo smaltimento e/o il riutilizzo come nel caso dei fanghi di depurazione di industrie agroalimentari.

Per stabilità biologica si intende la misura del livello di decomposizione della sostanza organica biodegradabile. Tale decomposizione avviene in natura in ambiente aerobico ove i microrganismi utilizzano come fonte energetica la sostanza organica presente nel substrato. Si realizza una degradazione che è un percorso complesso che porta alla mineralizzazione e quindi alla stabilizzazione della matrice organica. Tale processo avviene con consumo di ossigeno e produzione di anidride carbonica. Di fatto si tratta una attività respiratoria del pool microbico che agisce sulla matrice organica. Il metabolismo è più intenso (maggiore consumo di ossigeno nell’unità di tempo) in presenza di un maggior contenuto di composti organici facilmente biodegradabili (matrici con bassa stabilità biologica) mentre risulta rallentato (minor consumo di ossigeno nell’unità di tempo) tanto più quanto vi è una minore concentrazione di questi composti (matrici con elevata stabilità biologica).

La valutazione della stabilità biologica può essere determinata con varie metodologie. Quelle attualmente più efficaci misurano il consumo di ossigeno (attività respirometrica) su quantità note di matrice organica.

I metodi per valutare la stabilità biologica che hanno mostrato maggiore efficacia sono quelli che misurano l’attività respirometrica, in quanto direttamente collegata al metabolismo dei microrganismi che operano la degradazione della materia organica. Pertanto l’indice di respirazione, come indicatore diretto dell’attività microbiologica, è direttamente correlato al contenuto di sostanza organica facilmente biodegradabile (putrescibile); la sua misurazione è effettuata tramite test di respirazione.

I test di respirazione basati sulla misura del consumo di ossigeno possono essere classificati in metodi statici e dinamici, a seconda che la misura del consumo d’ossigeno sia effettuata in assenza (statico) o presenza (dinamico) di aerazione continua della biomassa. I metodi statici presentano lo svantaggio di limitare la diffusione e la dispersione dell’ossigeno nella biomassa rallentando, di fatto, i processi di degradazione della sostanza organica.

Indice respirometrico dinamico (IRD):

Ai fini della valutazione dell’Indice di Respirazione Dinamico (IRD) e della standardizzazione delle valutazioni si deve fare riferimento alla norma UNI/TS 11184 del febbraio 2016, richiamata anche dal DM 27.9.2010 che stabilisce i criteri di ammissibilità dei rifiuti in discarica. La succitata norma UNI definisce un metodo per la determinazione della stabilità biologica dei rifiuti. L’IRD è il risultato della prova respirometrica dinamica che misura il consumo orario di ossigeno utilizzato per l’ossidazione biochimica dei composti facilmente biodegradabili contenuti in una matrice organica in condizioni di insufflazione forzata di aria nel campione. La metodica tende a riprodurre in laboratorio le condizioni che si verificano nella realtà impiantistica di trattamento delle matrici organiche e a valutare la stabilità biologica dei prodotti in base alla loro destinazione d’uso.

La norma definisce due metodi per la determinazione dell’indice di respirazione dinamico:

metodo A: Indice di Respirazione Dinamico Potenziale (IRDP), metodo B: Indice di Respirazione Dinamico Reale (IRDR).

• metodo A: Indice di Respirazione Dinamico Potenziale (IRDP) – con questo metodo l’analisi respirometrica deve essere effettuata sul campione previa normalizzazione dei principali parametri chimico-fisici (umidità e densità apparente). La normalizzazione permette di determinare le condizioni ottimali per la crescita e l’attività dei microrganismi aerobi allo scopo di misurare l’attività potenziale di degradazione della sostanza organica da parte degli stessi. Il metodo può essere applicato per la misura della stabilità biologica di matrici organiche e di rifiuti biodegradabili tal quali o trattati. Il fine dell’analisi è di porre le matrici in condizioni ottimali per la crescita batterica, di misurare la massima attività respiratoria per valutare gli effetti dovuti alla biodegradazione (per esempio produzione di odori, ecc.). Inoltre, si crea una scala di riferimento che permette di confrontare la stabilità biologica di matrici aventi caratteristiche chimico-fisiche iniziali differenti.
• metodo B (IRDR) indice di Respirazione Dinamico Reale prevede che l’analisi sia effettuata sul campione di biomassa tal quale come pervenuto al laboratorio. In questo caso l’attività microbica aerobica sarà strettamente correlata alle caratteristiche chimico-fisiche reali del campione. Può essere applicato per la misura della stabilità biologica di matrici organiche e di rifiuti biodegradabili tal quali e trattati e permette di valutare la stabilità biologica di una matrice in base alle proprie caratteristiche chimico-fisiche (pezzatura, umidità) nelle condizioni in cui essa si trova al momento del campionamento. Tale parametro è utilizzato nel caso in cui le caratteristiche chimico-fisiche e le condizioni del materiale campionato rimangono invariate nel tempo come nel caso di materiali stoccati al coperto, imballati, ecc..

In entrambi i metodi l’unità di misura utilizzata è: mgO2 x kgSV-1 x h-1.

Ecoanalitica è dotata di una apparecchiatura della Ditta Emme3 a sei reattori indipendenti per la determinazione della stabilità mediante indice di respirazione dinamico potenziale e reale in conformità alla norma UNI 11184:2016 modello ECHO 6 canali.

Siamo disponibili per ulteriori info e preventivi.