Approfittate della buona disposizione di spirito perchè è raro che capiti
Goethe
Queste analisi sulla composizione delle polveri sottili è stata effettuata in Emilia-Romagna, ma le considerazioni di carattere generale possono essere traslate in ogni regione italiana.
La prima linea progettuale del
progetto Supersito si pone come
obiettivo quello di caratterizzare
i principali parametri chimici e fisici del
particolato atmosferico, sia in relazione
a quanto previsto dalla normativa
(Dlgs 155/10 “Attuazione della direttiva
2008/50/CE relativa alla qualità dell’aria
ambiente e per un’aria più pulita in
Europa”), sia per migliorare le conoscenze
in merito ai nuovi ambiti di ricerca
sull’aerosol atmosferico.
Un incrocio fra esigenze territoriali,
logistiche e demografiche ha portato
alla scelta di 4 siti di misura distribuiti
in diverse aree dell’Emilia-Romagna. Il
sito “principale” e quindi ricco di misure
– definito main site – si trova nell’area
urbana di Bologna, all’interno dell’Area
della ricerca del Cnr, la cui ubicazione
lo rende rappresentativo dell’esposizione
media di un’ampia porzione di popolazione.
Il sito rurale di San Pietro Capofiume
(Bo) – uno dei luoghi più monitorati
della regione, sia da gruppi di ricerca
italiani che internazionali – è studiato
per il suo interesse di tipo prettamente
ambientale: la sua lontananza da fonti
dirette di emissione permette di far
emergere peculiari caratteristiche nonché
importanti fenomeni chimici e fisici
dell’aerosol. Le aree orientali (zona
costiera) e occidentali (zona interna)
della regione sono anch’esse incluse nel
progetto, rispettivamente nei siti di fondo
urbano di Rimini e Parma.
Nei siti di Bologna e San Pietro
Capofiume vengono monitorati
giornalmente i parametri PM1 e PM2.5,
che quantificano e quindi permettono
il controllo della partizione della
massa dell’aerosol nelle due frazioni
granulometriche. Il confronto con Parma e
Rimini avviene solo per la frazione PM2.5.
La frazione PM2.5 rappresenta il nucleo
del monitoraggio, in quanto, oltre alle
valutazioni di tipo gravimetrico, su tale
supporto sono state realizzate specifiche
analisi di laboratorio, che hanno portato
a una accurata speciazione chimica di tale
frazione dell’aerosol.
La normativa di riferimento, nonché la
letteratura scientifica hanno indirizzato la
scelta delle analisi da una parte verso quei
parametri responsabili di una grossa fetta
in massa del particolato PM2.5 (carbonio
organico ed elementare e i principali
componenti inorganici ionici) e, dall’altra,
verso componenti presenti solo in traccia,
ma attribuibili a specifiche sorgenti
e caratterizzati da potenziale elevata
tossicità (metalli in traccia).
I principali componenti inorganici ionici, i
metalli in traccia e il carbonio organico ed
elementare su PM2.5 vengono determinati
quotidianamente nel sito urbano di
Bologna, mentre la frequenza di
analisi si riduce negli altri 3 siti.
Tra gli ioni, i nitrati, i solfati e l’ammonio
sono responsabili di una frazione
consistente della massa del PM2.5:
risultati preliminari attribuiscono alla
somma dei tre un peso pari a circa il 40%
(medio su 4 stazioni) della massa totale
del PM2.5 nella stagione invernale e circa
un 30% nella stagione estiva.
I nitrati e i solfati sono prodotti
principalmente da ossidazione fotochimica
di NOx (ossidi di azoto, da processi di
combustione) e SO2 (biossido di zolfo,
processi di combustione di materiali
che contengono lo zolfo come impurità:
combustibili fossili, alcune industrie ecc).
L’ammonio, che in atmosfera si trova
legato principalmente a nitrati e solfati
(neutralizzazione di acido nitrico e
solforico), deriva dall’ammoniaca la cui
presenza in atmosfera – come confermato
dall’inventario regionale delle emissioni –
è legata principalmente all’agricoltura.
Il carbonio organico (OC) è un composto
di origine sia naturale che antropogenica
ed è prodotto principalmente da processi
di combustione (traffico, riscaldamento,
industrie, combustione di biomasse). In
atmosfera, può formarsi anche da reazioni
fotochimiche secondarie nonché da
processi di tipo biologico.
Il carbonio elementare (EC) deriva
essenzialmente da emissione diretta,
come prodotto di processi di combustione.
Dai dati ottenuti, la frazione carboniosa
(OC+EC) raggiunge il 40% (mediamente
sui 4 siti) della massa del PM2.5 in
entrambe le stagioni.
I metalli possono essere sia di origine
naturale (polveri sahariane, risospensione
di materiale crostale) che antropogenica
(combustione, industrie, traffico, usura
dei freni, usura della strada). Il loro
contributo in termini di massa non è
superiore all’1%, ma è importante il loro
contributo per la conoscenza delle diverse
sorgenti emissive presenti sul territorio e
del loro impatto sulla salute.
I parametri chimici giornalieri dei 3 anni
di monitoraggio andranno inoltre a creare
sia un database per modelli statistici volti
ad attribuire il peso alle diverse sorgenti
emissive che insistono sul territorio, sia un
set di dati completo per studi di tipo
epidemiologico.
Ulteriore tema nodale del progetto è
lo studio della concentrazione numerica
e distribuzione dimensionale delle
particelle in atmosfera.
È noto che le particelle submicroniche
(diametro inferiore a 1 µm), espresse come numero
su volume di aria campionato, possono
essere numericamente abbondanti in aria
ambiente, ma il loro contributo in termini
di concentrazione in massa è trascurabile
rispetto a quello derivante dal particolato
di dimensioni prossime e/o superiori al
micrometro.
Nei siti di Bologna e di San Pietro
Capofiume è garantita la misura della
concentrazione numerica delle particelle
di dimensioni maggiori di 280 nm mediante un
contatore ottico di particelle; da agosto
2012 è inoltre operativo a Bologna
uno spettrometro per la misura della
concentrazione numerica e distribuzione
dimensionale delle particelle nel campo
4-600 nm, misure che, a San Pietro
Capofiume, sono garantite dalla
presenza di uno strumento di proprietà
dell’Università della Finlandia orientale.
In letteratura scientifica, la classificazione
delle particelle in termini di
concentrazione numerica definisce:
- particelle ultrafini (Ufp) l’aerosol di
dimensioni inferiori ai 100 nanometri di
diametro
- non ultrafini (NoUfp) le particelle con
diametro superiore ai 100 nm.
Risultati preliminari del progetto
confermano quanto già osservato in
letteratura: il numero di particelle
nella frazione Ufp rappresenta più
dell’80% del numero totale (fino a 600
nm) di particelle, mentre diminuisce
notevolmente passando alle dimensioni
maggiori.
La meteorologia del periodo, la fascia
oraria della giornata e la presenza di
sorgenti locali di emissione prossime o
meno al punto di monitoraggio sono
parametri che influenzano notevolmente
la distribuzione dimensionale dell’aerosol.
Un’importante informazione fornita da
tale tipo di misura riguarda il verificarsi
o meno di processi di nucleazione nei
periodi monitorati.
Con il termine nucleazione si intende
quel processo fisico/chimico che porta
alla formazione di nuove particelle a
partire da precursori in fase vapore o gas
e da processi di trasformazione.
Nel corso del periodo di misura si sono
verificati possibili eventi di formazione
che, si visualizzano graficamente
mediante una sagoma caratteristica
(“banana shape”): in ascissa è indicato
il tempo e in ordinata gli intervalli
dimensionali, mentre la concentrazione
numerica è individuata dalla scala
cromatica. Tale forma associata a
repentine variazioni di colorazione
identificano possibili eventi di crescita nel
tempo, del numero e della dimensione
delle particelle.
Isabella Ricciardelli 1,
Giulia Bertacci 2,
Fabiana Scotto 1,
Arianna Trentini 1,
Dimitri Bacco 3,
Claudia Zigola 3
1. Arpa Emilia-Romagna
2. Università di Bologna
3. Università di Ferrara
Hanno collaborato: Silvia Ferrari, Claudio
Maccone, Pamela Ugolini, Silvia Castellazzi,
Maria Grazia Malfatto, Monica Trombini,
Francesco Venturini, Claudia Pironi, Teresa
Concari, Flavio Rovere, Daniele Foscoli (Arpa
Emilia-Romagna).
... Tratto da ecoscienza.it
29 luglio 2014
NOTA
PER UNO STUDIO DELLA PRESENZA DI METALLI PESANTI NELL'AEROSOL SI RIMANDA AI SEGUENTI LAVORI
- Caruso, G. M. Marcazzan, P. Redaelli
Caratterizzazione del particolato nell'aerosol di Milano
Acqua, Aria 10, 941 (1985).
- G. M. Braga Marcazzan, E. Caruso, E. Cereda, G. Lombardo, P. Redaelli
L'uso dell'acceleratore tandem VdG del CISE per ricerche in campo ambientale
Physics in Environmental and Biomedical Research
World Scientific Publishing Co. pag. 75 (1986).
- C. Boni, G. M. Braga Marcazzan, E. Caruso, E. Cereda, P.Redaelli
Analisi combinate PIXE (Particle Induced X-ray Emission), RBS Rutherford Backscattering Spectroscopy) e NRA (Nuclear Reaction Analysis) per l'analisi di particolato atmosferico
Nuclear Instruments and Methods B 15, 382 (1986).
- P. Bacci, G. M. Marcazzan, E. Caruso, E. Cereda, G. Lombardo,
P. Redaelli, A. Ventura
Il PIXE del CISE per la caratterizzazione dell'aerosol di siti italiani
Nuclear Instruments and Methods B 22, 305 (1987).
- C. Boni, E. Caruso, E. Cereda, G. M. Marcazzan, P. Redaelli
Un sistema PIXE-PIGE per l'analisi quantitativa di elementi in campioni sottili di aerosol
Nuclear Instruments and Methods B40/41, 620 (1989).
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