Risultati preliminari dell indagine sulle caratteristiche superficiali della SLC

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1 Risultati preliminari dell indagine sulle caratteristiche superficiali della SLC M. Romanelli, F. Di Benedetto, M. Coli, C. Tanini Dipp. di Chimica e Scienze della Terra, Università degli studi di Firenze, Firenze F. D Acapito European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble (France) F. Capacci Azienda Sanitaria Firenze G. Fornaciai, E. Bafaro ARPAT, Dipartimento di Firenze L.A. Pardi IPCF CNR, Pisa

2 Febbraio 2007 Progetto della Regione Toscana per l individuazione delle cause di variazione della reattività superficiale della silice cristallina, nei principali comparti di lavoro toscani, in relazione alla sua potenziale patogenicità scopi - contestualizzazione della presenza di SLC in ambiti produttivi regionali - l individuazione di criticità delle attività svolte - il prelievo di campioni di materiali coinvolti - l individuazione, mediante indagini di laboratorio di ambito mineralogico e chimico-fisico, di specifici indicatori di modificazioni/reattività della SLC.

3 Le UF PISLL dei Dipartimenti di Prevenzione delle ASL devono: Individuare i comparti da sottoporre a studio: estrazione e lavorazione di lapidei, produzione di laterizi in cotto, produzione one di ceramica, fonderie, vetrerie, frantumazione di inerti, produzione e orafa Organizzare la raccolta dei campioni di polveri da analizzare, secondo criteri che rispecchino le reali condizioni in cui si producono in ogni specifica fase del ciclo produttivo in studio. Aggiornare gli aspetti di prevenzione,, in particolare, riesaminando le condizioni di lavoro alla luce degli indirizzi contenuti nelle linee l guida NIS o NEPSI, quando disponibili e/o applicabili per i comparti esaminati e mettendo a fuoco le principali criticità Sperimentare/diffondere l uso l delle linee guida come strumento per la vigilanza e/o per la gestione della protezione dalle polveri da parte delle aziende

4 % SLC (QUARZO+CRISTOBALITE) NELLE MATERIE PRIME DEI COMPARTI PRODUTTIVI INDAGATI ANALISI MEDIANTE DRX % quarzo %cristobalite % SLC Cotto Cotto 2 11,9-11,9 Cotto 3 0,5-0,5 Cementificio 1 2,9-2,9 Cementificio Orafo 1 56,9 15,3 72,2 Orafo 2 26,5 16,1 42,6 Orafo 3 21,5 25,2 46,7 Orafo ,8 41,8 Inerti 1 9,2-9,2 Inerti 2 9,8-9,8 Inerti 3 5,8-5,8 Inerti 4 11,9-11,9 Cave pietra serena Cave pietra serena 2 2-2

5 Milestones dell indagine spettroscopica Prelievo di campioni da situazioni di criticità nei processi considerati Caratterizzazione minero-chimica (XRPD, SEM/EDS, bulk- e microanalisi) Realizzazione/selezione standards spettroscopici opportuni Ricerca di markers spettroscopici di centri di reattività superficiale (e.g. radicali di Si, eteroioni superficiali) Caratterizzazione cristallochimica dei centri di reattività (presenza/assenza, tipologia, geometria, variabilità nei processi considerati)

6 Metodi (spettroscopici) * Spettroscopia EPR in banda X (su cristallo singolo e su polveri), in onda continua * Spettroscopia EPR ad alto campo (su cristallo singolo e su polveri), in onda IPCF-CNR, Pisa & GHMFL-CNRS, Grenoble (France) * Spettroscopia XAS alla soglia Fe ESRF, Grenoble (France), anche in modalità ReflEXAFS (di superficie) Spettroscopia EPR in banda X (su polveri), in onda pulsata Spettroscopia XPS Microscopia AFM

7 Informazioni estraibili (XAS+EPR) bulk e surface XAS (ioni di metalli di transizione e.g. Fe) EPR (difetti strutturali, radicali, ioni di metalli di transizione e.g. Fe)

8 Capacita discriminatoria degli effetti della macinazione sulla coordinazione (e valenza?) del Fe Risultati preliminari (Fe K-edge XANES) Senza variazione Con variazione quarzo commerciale: tal quale macinato e macinato con ematite; standard di ematite polvere respirabile di quarzo tal quale, macinata e macinata con Fe

9 campioni di comparto (Fe K-edge XANES) campione del comparto orafo (80 wt % quarzo + cristobalite, 20% gesso) tal quale e macinato

10 Monocristalli (Fe ReflEXAFS) Rilevazione di differenze cristallochimiche del Fe in quarzo bulk e ametista, e tra bulk e superficie Spettri XANES Fe Kα di cristalli singoli di quarzo bianco e quarzo ametista Confronto tra le distribuzioni radiali del campione di ametista bulk e superficiale

11 Risultati preliminari (X-band EPR) Capacita discriminatoria degli effetti della macinazione sulla morfologia dello spettro EPR di radicali/difetti del quarzo

12 Soppressione di interferenti chimici e/o mineralogici in campioni non pretrattati campioni di comparto (X-band EPR)

13 Risultati preliminari (X-, W-band EPR) espulsione del Fe(III) interno alla matrice cristallina del quarzo X-band W-band

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