Laura Tositti IL PUNTO SU ALCUNE QUESTIONI GENERALI: PARTICOLATO ULTRAFINE E METALLI

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1 IL PUNTO SU ALCUNE QUESTIONI GENERALI: PARTICOLATO ULTRAFINE E METALLI Laura Tositti Università di Bologna "Nothing in life needs to be feared. It only needs to be understood." Marie Curie the recipient of two Nobel prizes. Ferrara, 26 maggio SEMINARIO QUALITA DELL ARIA E DINTORNI: RECENTI INDAGINI DI APPROFONDIMENTO IN PROVINCIA DI FERRARA

2 CHE COSA SONO LE POLVERI ATMOSFERICHE? aerosol atmosferico = materiale particolato origine sia naturale che antropica. L AEROSOL ATMOSFERICO è un INSIEME (SOSPENSIONE) METASTABILE di PARTICELLE + GOCCIOLINE AERODISPERSE Primario: si forma e viene emesso direttamente in atmosfera Secondario: si forma a partire da gas precursori che condensano e/o reagiscono chimicamente formando inizialmente dei cluster molecolari e poi particelle nanometriche (NANOPARTICELLE)

3 AEROSOL = CARRIER CHIMICO IN CONTINUO DIVENIRE Particelle grossolane >1 μm Particelle fini <1 μm ed ultrafini (< 0.1 μm) MATERIALI CROSTALI (SILICATI ) SALE MARINO POLLINI, SPORE, FUNGHI, BATTERI, RESIDUI VEGETALI ED ANIMALI In città: residui di ASFALTO, PNEUMATICI, FRENI, MARMITTE CATALITICHE, ecc. SOLFATI, NITRATI, AMMONIO SOST. ORGANICHE IONI C elementare ELEMENTI IN TRACCIA RADIONUCLIDI

4 MORFOLOGIA DELLE PARTICELLE particelle miscelate internamente (NH 4 ) 2 SO 4 Busnek et Posfaj, 1999 polline Carbonio elementare C elementare

5 FONDAMENTALI CONNESSIONI TRA REATTIVITA CHIMICA ATMOSFERICA IN FASE ETEROGENEA, QUALITA DELL ARIA E CLIMA IL DIAGRAMMA MOSTRA CHIARAMENTE COSA SIGNIFICHI COMPLESSITA QUANDO SI PARLA DI CHIMICA DELL ATMOSFERA JOHN SEINFELD GROUP, CALTECH SEINFELD, CALTECH

6 FORME DI INQUINAMENTO ATMOSFERICO E VARI ORDINI DI PROBLEMI: PARTICELLE SEMPRE IN PRIMO PIANO Indoor air pollution Gases: NO 2, CO, HCHO, SO 2, organic gases, radon Particles: Black carbon, organic matter, sulfate, nitrate, ammonium, allergens, asbestos, fungal spores, pollen, tobacco smoke Outdoor urban air pollution Gases: O 3, NO, NO 2, CO, ethene, toluene, xylene, PAN Particles: Black carbon, organic matter, sulfate, nitrate, ammonium, soil dust, sea spray, tire particles, lead Acid deposition Gases: SO 2, H 2 SO 4, NO 2, HNO 3, HCl, CO 2 Particles: Sulfate, nitrate, chloride Stratospheric ozone reduction Gases: O 3, NO, HNO 3, HCl, ClONO 2, chlorofluorocarbons Particles: chloride, sulfate, nitrate Global climate change Gases: H 2 O, CO 2, CH 4, N 2 O, O 3, chlorofluorocarbons Particles: black carbon, organic matter, sulfate, nitrate, ammonium, soil dust, sea spray

7 UN PAIO DI CONCETTI FONDAMENTALI L AEROSOL ATMOSFERICO E UBIQUITARIO Non è presente solo nelle aree fortemente antropizzate, ma anche ai poli e in mezzo all oceano IN TUTTI I LUOGHI DEL PIANETA L AEROSOL E UNA MISCELA DI PROPORZIONI VARIABILI DI COMPONENTI NATURALI ED ANTROPICHE spesso chimicamente indistinguibili LE SCIENZE ATMOSFERICHE ED IN PARTICOLARE LA SCIENZA DELL AEROSOL HANNO L ETA DELLE SCIENZE CLASSICHE (FINE 800) LA SPERIMENTAZIONE SI BASA SU CONOSCENZE E PROTOCOLLI INTERNAZIONALI DI CAMPIONAMENTO ED ANALISI CONSOLIDATI I RISULTATI RELATIVI AGLI ASPETTI PIU INNOVATIVI VENGONO PRODOTTI PRESSO LE ISTITUZIONI ACCADEMICHE DI MAGGIOR PRESTIGIO (M.I.T., CALTECH.) E PUBBLICATI SU NATURE, SCIENCE, ecc.

8 LA TERRA E UN SISTEMA INTRINSECAMENTE DINAMICO (CICLI BIOGEOCHIMICI) SORGENTI NATURALI DI AEROSOL L atmosfera è un sistema fortemente eterogeneo CHIMICAMENTE REATTIVO LA MISCELAZIONE TRA A. NATURALI ED A.ANTROPICI E CONTROLLATA DALLA CIRCOLAZIONE ATMOSFERICA

9 LE EMISSIONI ANTROPICHE AGGIUNGONO COMPLESSITA AD UN SISTEMA GIA DI PER SE COMPLESSO secondary aerosol NH 3 NOx L atmosfera è un sistema fortemente eterogeneo

10 PM NATURALE ED ANTROPICO FLUSSI ANNUALI SU SCALA PLANETARIA Handbook of Atmospheric science / edited by C.N. Hewitt and A.V. Jackson, 2003