Diffusion and adsorption of hydrogen sulfide through Nalophan bags

This thesis work is focused on the analysis of hydrogen sulfide (H2S) loss through NalophanTM bags due to diffusion and adsorption mechanisms affecting the polymeric matrix. Hydrogen sulfide, a small molecule usually traceable also at very low concentrations (from some part per billion ppb to few part per million ppm) in the odorous emissions derived from industrial activities, was chosen as object of study because, due to its dimensions, it can easily diffuse through the polymeric film of NalophanTM, one of the most employed materials for sampling collection in dynamic olfactometry. In addition, also the adsorption phenomenon of hydrogen sulfide on the polymeric matrix was investigated. These two mechanisms are both responsible of the hydrogen sulfide concentration decay over time. The work had the aim to evaluate the influence of diffusion and adsorption contributions on hydrogen sulfide loss as function of sampling and storage conditions (i.e., sampling temperature, gaseous mixture relative humidity and storage environment temperature and relative humidity). The obtained results show, for each experimental set of measurements (i.e., sampling temperature effect and gaseous mixture relative humidity effect on hydrogen loss) non–negligible losses of compound caused by diffusion and adsorption through and on the polymeric film.

Questo lavoro di tesi è focalizzato sull’analisi della perdita di idrogeno solforato (H2S) attraverso bag di NalophanTM dovuta ai meccanismi di diffusione e adsorbimento che interessano la matrice polimerica. L’idrogeno solforato, una piccola molecola solitamente rintracciabile anche a concentrazioni molto basse (da poche parti per miliardo ppb fino a qualche parte per milione ppm) nelle emissioni odorigene prodotte da attività industriali, è stato scelto come oggetto di studio in quanto, per via delle sue dimensioni, può facilmente diffondere attraverso il film polimerico del NalophanTM, uno dei materiali maggiormente impiegati per il campionamento in olfattometria dinamica. In aggiunta, anche il fenomeno di adsorbimento dell’idrogeno solforato sulla matrice polimerica è stato investigato. Questi due meccanismi sono entrambi responsabili del decadimento della concentrazione di idrogeno solforato nel tempo. Il lavoro è stato condotto con l’obiettivo di valutare i contributi di diffusione e adsorbimento sulla perdita di idrogeno solforato in funzione delle condizioni di campionamento e di stoccaggio (temperatura di campionamento, umidità relativa della miscela gassosa e temperatura e umidità relativa dell’ambiente di stoccaggio). I risultati ottenuti mostrano, per ciascun set di misurazioni sperimentali (ovvero effetto della temperatura di campionamento e dell’umidità relativa della miscela gassosa sulla perdita di idrogeno solforato) perdite di composto non trascurabili dovute alla diffusione e all’adsorbimento attraverso e sulla matrice polimerica.