Istituto di Scienze dell Atmosfera e del Clima, CNR, Lecce 2

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Ignazio Corradini
8 anni fa
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1 Source Apportionment del particolato atmosferico campionato con un impattore multistadio in un sito di fondo urbano D. Cesari 1, A. Genga 2, M. Siciliano 2, P. Ielpo 1,3 M. R. Guascito 2, D. Contini 1 1 Istituto di Scienze dell Atmosfera e del Clima, CNR, Lecce 2 Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biologiche e Ambientali, Università del Salento, Lecce 3 Istituto di Ricerca Sulle Acque, CNR, Bari

Contini 1 1 Istituto di Scienze dell Atmosfera e del Clima, CNR, Lecce 2 Dipartimento di Scienze e

2 Obiettivi Individuazione e caratterizzazione delle sorgenti di PM in atmosfera COME? Utilizzo di impattore multistadio Utilizzo di campionatori tradizionali a basso Analisi chimica dei volume principali ioni solubili e della frazione organica solubile Studio della distribuzione dimensionale in massa del PM e dei suoi componenti investigati Identificazione delle mode presenti nel PM campionato Identificazione delle sorgenti di PM e stima del relativo contributo nelle frazioni dimensionali investigate e nelle mode identificate

e della frazione organica solubile Studio della distribuzione dimensionale in massa del PM e dei suoi componenti investigati

3 Metodologia Sito di background, (3.5 km SW-Lecce). Il livello di inquinamento atmosferico origina dal contributo integrato di tutte le sorgenti sopravento al sito, in particolare: attività interne al Campus; emissioni diffuse dalla città di Lecce e da altri piccoli centri limitrofi; influenze dai grossi centri industriali di Taranto e Brindisi. Campionatori usati: Impattore a 1 stadi MOUDI II 12R (range dimensionale: 1 µm.56 µm) 18 campioni (48h) + 3 campioni (72h) Supporti usati: filtri in Al, PTFE, f. di quarzo TCR Tecora Bravo H Plus (PM1) / Delta (PM1) {18 campioni (48h) + 3 campioni (72h)} x 2 Supporti usati: filtri in f. di quarzo, in PTFE Analisi chimiche High Performance Ion Chromatography (HPIC, Dionex DX-5 System): Cl -, NO 3-, SO 4 2-, Na +, NH 4+, K +, Mg 2+, Ca 2+ Combustion/non-dispersive Infrared Gas Analysis (Shimadzu TOC-55 Analyzer): Carbonio solubile: WSOC e WSIC

da altri piccoli centri limitrofi; influenze dai grossi centri industriali di Taranto e Brindisi. Campionatori usati: Impattore a 1 stadi MOUDI II 12R (range dimensionale: 1 µm.

4 Nota: si osserva una perdita media tra dati MOUDI e PM1: (16.4 ± 8.5) L aerosol del sito di misura può essere caratterizzato, in termini medi, da due mode: Moda Coarse: MMD = 4.5 ±.6 μm, 49 del PM1 Moda di Accumulazione: MMD =.35 ±.4 μm, 51 del PM Distribuzione lognormale media Dati medi MOUDI 16. C (µg/m 3 ) / log Dp Dp (nm)

Moda Coarse: MMD = 4.5 ±.6 μm, 49 del PM1 Moda di Accumulazione: MMD =.35 ±.4 μm, 51 del PM1.

5 4 Concentrazione (µg/m 3 ) OTHER WSIC WSOC Ca2+ Mg2+ K+ NH4+ Na+ SO4-- NO3- Cl- È stata condotta una caratterizzazione chimica del particolato variabile tra: 45-6 ca. del PM Dp (nm) 1 OTHER Analisi della distribuzione dimensionale dei componenti di PM1 investigati Concentrazione relativa WSIC WSOC Ca2+ Mg2+ K+ NH4+ Na+ SO4-- NO3- Cl Dp (nm)

variabile tra: 45-6 ca. del PM1 13416.4 7483.3 4233.2 24. 1341.6 748.3 423.3 24. 134.2 74.

6 MODA COARSE Cl - ( ) y = x R 2 = Na + ( ) probabile caso di spray marino e SD Cl-/Na+ Acqua di mare (1.81) Lineare (Cl-/Na+ Moda Coarse (.986)) C (µg/m 3 ) / log Dp Deplezione del Cl - nella Moda Coarse = 38.5 Distribuzione lognormale media Dati medi MOUDI Distribuzione lognormale: caso SD e spray marino Dati Moudi: caso SD e spray marino Na + - Cl - nmol/m y =.681x R 2 =.746 MODA COARSE NO 3 - nmol/m Dp (nm) L eccesso di Na +, rispetto al Cl - è ben correlato con il NO 3 - suggerendo la presenza di NaNO 3. Sembrano inoltre presenti altre forme di nitrato (ad es. di potassio e/o di ammonio).

5 Distribuzione lognormale media Dati medi MOUDI Distribuzione lognormale: caso SD e spray marino Dati Moudi: caso SD e spray marino Na + - Cl - nmol/m 3 9 8 7 6 5 4 3 2 1 y =.

7 invece, nella moda di Accumulazione si osserva che la stima del SO 2-4 di origine non marina (nss-so 2-4 ) indica che nella moda di Accumulazione esso è pari a MODA DI ACCUMULAZIONE SO4 2- (nmol/m 3 ) Data Bisolfato Solfato NH + 4 (nmol/m 3 ) Invece, nella moda Coarse, prevale la frazione di origine marina per il solfato.

5 MODA DI ACCUMULAZIONE SO4 2- (nmol/m 3 ) 45 4 35 3 25 2 15 1 5 Data Bisolfato Solfato 1

8 Identificazione sorgenti (EPA PMF 3.): Stadi: S1 S2 S3 S4 S5 2 Nitrato 1 5 Solfato Marino 1 2 Crostale

8 14 7 35 7 12 1 8 6 5 4 3 25 2 6 5 4 6 3 15 3 4 2 1 2 2 1 5 1 2

9 Risultati e discussione Identificazione sorgenti (EPA PMF 3.): Stadi: S6 S7 S8 S9 S1 Nitrato Solfato Marino Crostale Combustione

2 18 16 Marino 1 9 8 1 9 8 Crostale 1 9 8 14 7 7 7 12 1 8 6 5 4 6 5 4 6 5 4

10 Contributo delle singole sorgenti alle diverse classi dimensionali Contributo sorgente ( ) Massa non spiegata Combustione Marino Solfato Crostale Nitrato Concentrazione ( ) Moda Coarse Moda Accumulazione Differente distribuzione di sorgenti tra le classi dimensionali 5 Nitrato Crostale Marino Solfato Combustione

48 45 4 35 3 25 2 15 1 7483.3148 4233.221 24 1341.648 Moda Coarse 748.33148 423.

11 9 8 R =.94 PM ricostruito ( ) Concentrazione di PM nei singoli stadi 2 1 Moda Accumulazione Moda Coarse (1:1) PM misurato ( ) 3 R =.81 Concentrazione di PM nelle mode PM da lognormale ( ) Moda Coarse Moda Accumulazione (1:1) PM ricostruito con PMF ( )

Moda Accumulazione Moda Coarse (1:1) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 PM misurato ( ) 3 R =.

12 Confronto con calcoli indiretti Calcoli indiretti EPA PMF 3. Coeff. di correlazione R Marino Moda Coarse 428 (± 73) 46 (± 11).98 ( ) Moda Accumulazione 29 (± 1) 21 (± 5).97 Solfato Moda Coarse 24 (± 1) 195 (± 2).5 ( ) Moda Accumulazione 673 (± 34) 733 (± 5).94 Nitrato Moda Coarse 21 (± 6) 514 (± 5).82 ( ) Moda Accumulazione - - -

98 ( ) Moda Accumulazione 29 (± 1) 21 (± 5).

13 Conclusioni e sviluppi futuri È stato condotto uno studio di PM in modalità size segregated presso un sito di fondo urbano: identificazione di due mode: Coarse (49 del PM1 ) e Accumulazione (51 del PM1); la caratterizzazione chimica indica la presenza di aerosol marino invecchiato nella moda corse con una significativa deplezione di cloro e conseguente formazione di nitrati; il solfato presente nella moda di accumulazione è di origine secondaria, nella forma di (NH4) 2 SO 4 ; il modello EPA PMF 3. identifica il contributo di 5 sorgenti al PM1 nel sito in esame: Crostale, Marino e Nitrato (prevalenti nella moda Coarse), Solfato e Combustione (prevalenti nella moda di Accumulazione); dal confronto con i calcoli indiretti si osserva: una buona correlazione per i contributi PMF Marino e Solfato ; eccesso di Nitrato (PMF): probabile mescolamento con sorgente crostale (assenza specifici markers) Tra gli sviluppi futuri: Completare la caratterizzazione chimica delle serie; Ulteriori analisi di SA.

nella moda di accumulazione è di origine secondaria, nella forma di (NH4) 2 SO 4 ; il modello EPA PMF 3.

14 Ringraziamenti Lo studio è stato condotto nell ambito delle attività della Rete di Laboratori Pubblici di ricerca AITECH (Applied Innovation Technologies for Diagnosis and Conservation of Built Heritage) - Accordo di Programma Quadro in materia di Ricerca Scientifica nella Regione Puglia. GRAZIE PER L ATTENZIONE!!! d.cesari@isac.cnr.it d.contini@isac.cnr.it

Conservation of Built Heritage) - Accordo di Programma Quadro in materia di Ricerca

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