Salvatore Margiotta REGIONE BASILICATA

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Albino Romano
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1 Studio al microscopio elettronico del particolato atmosferico in un sito pilota della Val d Agri, finalizzato alla differenziazione tra componente naturale e antropica. Salvatore Margiotta REGIONE BASILICATA

2 Caratterizzazione morfologica, geochimica e minero-petrografica delle particelle costituenti il PM 1 in un sito pilota della Val d Agri. Discriminazione tra particelle di origine naturale ed antropica. Valutazione dell impatto antropico sulla composizione del particolato atmosferico.

3 Periodo di osservazione: 22 settembre 1 ottobre 2012 Monti della Maddalena NW VAL D AGRI Viggiano Zona Industriale COVA

5 Particelle primarie particella biogenica 1 µm 1 µm Particelle secondarie particella carboniosa particella crostale 0,7 µm

6 Tipologie di particelle C L U S T E R S CLUSTER 1 SILICE CLUSTER 2 SILICATI E ALLUMOSILICATI CLUSTER 3 - CARBONATI CLUSTER 4 PARTICELLE BIOGENICHE CLUSTER 5 PARTICELLE CARBONIOSE (SOOT) CLUSTER 6 PARTICELLE METALLICHE CLUSTER 7 PARTICELLE CONTENENTI ZOLFO

7 Cluster 1 - Silice Particelle composte unicamente da silicio e ossigeno Frammenti di quarzo derivanti dalla erosione di suoli e rocce (origine crostale) C O Si 300 nm

8 Cluster 2 - Silicati e allumosilicati Particelle composte prevalentemente da silicio, alluminio e ossigeno, con quantità minori di altri elementi quali sodio, potassio, magnesio e calcio Feldspati potassici (KAlSi 3 O 8 ) Plagioclasi (Na,Ca)(Si,Al) 4 O 8 Fillosilicati Caolinite - Montmorillonite - Illite Clorite Particelle derivanti dalla erosione di suoli e rocce (origine naturale crostale)

9 C K - Feldspato O Si Al K K C Fillosilicato O SI Al K

10 Cluster 3 - Carbonati Particelle composte da carbonio, ossigeno, calcio e/o magnesio. Carbonati di calcio (calcite) e carbonati di calcio e magnesio (dolomite). Particelle derivanti dall erosione di suoli e rocce (origine naturale crostale). Calcite Dolomite

11 Trend temporale Particelle geogeniche N/mm Particelle totali N/mm

12 Quarzo / geogenico totale % Umidità relativa Umidità media Umidità massima % Umidità minima

13 Quarzo / geogenico totale % Temperature Temperatura media Temperatura massima % Temperatura minima

14 Cluster 4 - Particelle organiche biogeniche Frammenti vegetali, pollini, brocosomi. Polline Brocosomi

Sottoprodotti di processi combustivi incompleti (per temperature troppo basse e/o quantità

15 Cluster 5 - Particelle carboniose (soot) Strutture amorfe non cristalline, a catena lineare o ramificata, costituite da sferule di diametro compreso tra i 20 nm e i 50 nm Sottoprodotti di processi combustivi incompleti (per temperature troppo basse e/o quantità insufficienti di ossigeno in grado di bruciare interamente gli idrocarburi in CO 2 e acqua) 1 µm 1 µm

16 100 nm N/mm

17 Cluster 6 - Particelle metalliche Ossidi di ferro e titanio Sferule e schegge metalliche di ferro, piombo e cromo C C Particella antropica O Fe O Fe Fe Fe 200 nm Fe Fe 500 nm

18 Cluster 6 - Particelle metalliche 1 µm 400 nm

19 Cluster 6 - Particelle metalliche 6% Fe e Ti 94% Pb e Cr 14% 86% Morfologia irregolare Morfologia sferica

20 Cluster 7 Particelle contenenti zolfo Particelle di diversa composizione caratterizzate dalla presenza di zolfo Solfati di calcio (CaSO 4 ) Altri sali (solfato di sodio, solfato di potassio, solfuri di ferro) Particelle di solo zolfo Particelle composite (particelle miste costituite da allumosilicati e/o carbonati con solfati di calcio o altri composti dello zolfo) Particelle di varia origine, crostale (erosione di suoli e rocce), mista (prodotti di reazione tra il particolato naturale e i composti dello zolfo presenti in atmosfera) o antropica (processi combustivi, deterioramento di coperture e vernici che rivestono le pareti degli edifici, ecc.)

21 Particella mista Solfato di calcio Dolomite Solfato di calcio secondario 500 nm 400 nm

22 Cluster 7 - Particelle contenenti zolfo 1% 2% 1% 25% 71% particelle miste Ca + S S S + K S + Na N/mm

23 Frazione < 0,7 µm Tra le particelle naturali e/o antropiche contenenti zolfo, prevalenza di solfato di sodio (sea salt chloride depletion), particelle composite e particelle con solo zolfo (es. solfato di ammonio) Predominanza di particelle secondarie (nitrato di ammonio) e/o carboniose Scarsa componente geogenica Maggiore abbondanza di particelle fosfatiche, molto meno frequenti nella frazione > 0,7 µm

24 Conclusioni COMPONENTE GEOGENICA Silicati e allumosilicati COMPONENTE ANTROPICA Soot Silice Carbonati Particelle con zolfo Particelle sferiche metalliche Ossidi naturali di Fe e Ti Particelle biogeniche COMPONENTE NATURALE

25 Work in progress Studio ed analisi di maggiore dettaglio della frazione < 0,7 µm e osservazione al SEM di ulteriori frazioni dimensionali (PM 2.5 ; PM 10 ). Caratterizzazione morfologica e geochimica completa del particolato atmosferico e valutazione della componente naturale e antropica nelle diverse frazioni dimensionali. Approfondimento delle caratteristiche morfologiche e geochimiche delle particelle ricche in zolfo e delle particelle carboniose. Valutazione del contributo antropico alla formazione delle particelle composite, dei tempi di residenza del soot in atmosfera e della tipologia dei processi combustivi. Analisi di periodi temporali più lunghi, allo scopo di ottenere serie di dati statisticamente più rappresentativi e di valutare l influenza della stagionalità e degli eventi antropici sulla composizione del particolato.

26 Grazie per l attenzione Salvatore Margiotta REGIONE BASILICATA

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