Viene di seguito presentato un confronto delle prestazioni di tre diversi metodi di misurazione degli odori (GC-MS, olfattometria dinamica ed eNose) per caratterizzare l'emissione di odori prodotti dall'impianto di trattamento delle acque reflue situato presso l'Istituto di Ingegneria sanitaria dell'Università di Stoccarda \citep{2014}. Le emissioni nell’aria sono state campionate in quattro diversi punti: due nella linea di trattamento delle acque (P1, P2), e due in quella dei fanghi (P3, P4). I campioni sono stati caratterizzati e analizzati con metodi sensoriali, analitici e misti entro 14 ore dal campionamento, per garantire l'affidabilità delle misurazioni \citep{kranert2012}. La misura analitica è stata realizzata con il metodo GC-MS. L'analisi sensoriale è stata condotta mediante olfattometria dinamica di tutte le sacche campionate, utilizzando un modello olfattometrico basato sul metodo “sì/no”. Le misurazioni con naso elettronico sono state eseguite con uno strumento di misurazione di tipo multisensoriale, che prende il nome di seedOA (Sanitary Environmental Electronic Device for Odor Application). Esso è costituito da un set di 12 sensori di gas non specifici di ossidi metallici, 2 sensori di gas specifici, e 2 sensori di condizioni interne (umidità e temperatura), posizionati su due diversi livelli di una camera di misurazione innovativa \citep{belgiorno2012}, brevettato dal gruppo di ricerca SEED dell'Università di Salerno. I sensori utilizzati sono stati scelti in base alla loro idoneità per applicazioni di Ingegneria sanitaria ambientale. Mediante un software sono stati acquisiti i segnali del sensore. Al fine di confrontare le emissioni di odore misurate con i diversi modelli, sono stati calcolati degli indici di odore. Gli indici calcolati sono: indice analitico degli odori (AOI) e l’indice sensoriale degli odori (SOI e SOIen). Preso un punto di campionamento, l’AOI risulta essere funzione del numero di composti volatili determinati in quel punto, della concentrazione di sostanze volatili rilevata mediante l’analisi GC-MS, e della soglia olfattiva delle sostanze volatili. I valori soglia utilizzati per la determinazione dell'AOI sono i più bassi proposti da \citet{RUTH_1986}, per tenere conto delle persone con un olfatto più sensibile; questo approccio fornisce infatti i massimi valori di AOI. Il SOI è determinabile, considerando un punto di campionamento, dal rapporto tra la concentrazione di emissione nel punto rilevata mediante olfattometria dinamica, e la concentrazione soglia di odore. SOIen invece è l'indice sensoriale degli odori, dove le concentrazioni di emissione di odori sono rilevate da eNose. Studiando i risultati ottenuti nello studio analizzato, si evince che le analisi realizzate con metodi analitici mostrano la presenza di un'ampia varietà di solfuri organici e composti organici a base di azoto. L'anidride solforosa è stata la sostanza volatile rilevata con la più alta concentrazione, confermando il suo ruolo chiave nell'emissione di odori da impianti di trattamento delle acque reflue \citep{Gostelow_2001} \citep{zarra2012} . I risultati della caratterizzazione degli odori determinati dal seedOA, invece, indicano che l’apparecchio è in grado di rilevare gli odori con una sensibilità simile all'olfattometria dinamica. La caratterizzazione degli odori realizzata da eNose presenta una variabilità più bassa delle concentrazioni rispetto alla caratterizzazione degli stessi campioni di aria effettuata mediante olfattometria dinamica. Inoltre, le concentrazioni più basse rilevate da eNose sono più alte rispetto alle concentrazioni rilevate dall'olfattometria dinamica. Per ciascun punto di campionamento, sono stati determinati il SOIen e l'AOI, in funzione del SOI. Calcolando gli indici di odore, si ha la conferma della capacità di eNose di fornire una caratterizzazione degli odori simile all’olfattometria dinamica, con il vantaggio di realizzare le misure in continuo.
Tecnologia eNose - Sviluppi futuri
Gli utilizzi di eNose possono riguardare molteplici settori industriali: il naso elettronico è stato utilizzato, ad esempio, per condurre analisi su campioni di gamberi \citep{Wei_2015} per determinarne la freschezza. Enose, però, apre a una vera e propria svolta anche nel mondo della medicina: si potrà essere in grado di fare diagnosi del cancro alla prostata dall'olfatto \citep{Roine_2014}. Si parla di una tecnica non invasiva per rilevare il cancro alla prostata usando un naso elettronico. In una prova del principio di studio, eNose ha discriminato con successo il carcinoma prostatico dall'iperplasia prostatica benigna "annusando" lo spazio di testa dell'urina (lo spazio direttamente sopra il campione di urina). I risultati usando l'eNose sono paragonabili al test dell'antigene prostatico specifico, riporta The Journal Of Urology. Nel test, eNose ha raggiunto una sensibilità del 78%. Sui sistemi eNose possono essere realizzate procedure di addestramento mediante un sistema di array multisensore, che ne migliora le prestazioni, portando all'ottimizzazione della selezione dell'array di sensori \citep{2018}. Tale procedura conduce all’ottimizzazione del funzionamento di eNose (figura 2), e alla massimizzazione della sua capacità di riconoscere odori qualitativamente e quantitativamente nell'aria.