UNIVERSITA CA FOSCARI VENEZIA DIPARTIMENTO DI SCIENZE AMBIENTALI STUDIO GEOCHIMICO DEL PARTICOLATO ATMOSFERICO Prof. Rampazzo Giancarlo
CHE COS E LA GEOCHIMICA 1.La geochimica studia la composizione chimica della terra Come si è formata con quali elementi chimici e da dove questi elementi chimici provengono e come si sono differenziati dall interno verso l esternol pianeta terra. del
2. Quindi da un lato determina quantitativamente la composizione della terra e delle sue parti e dall'altro scopre le leggi che controllano la distribuzione degli elementi nelle varie sfere geochimiche 3. Uno dei risultati più importante di questi studi è la Classificazione Geochimica 4. L altro è il Ciclo Geochimico degli elementi
CLASSIFICAZIONE GEOCHIMICA DEGLI ELEMENTI elementi LITOFILI, atmofili, biofili, talassofili, quando tendono ad accompagnarsi all ossigeno: K, Ca, Ti, Zr, Sr, Ge, Br elementi CALCOFILI, quando tendono a concentrarsi sottoforma di solfuri: Cu, Zn, As, Se, Ag, Cd, Hg, Pb elementi SIDEROFILI, quando tendono ad assumere un comportamento metallico: Fe, Mn, Cr, Co, Ni, Pt
L uso della classificazione è utile alla comprensione dell origine di tali elementi, ossia ad individuare quali di questi possano essere di origine naturale e quali di origine antropica.
CLASSIFICAZIONE GRANULOMETRICA DEL PARTICOLATO Le polveri possono essere distinte in: Polveri Totali Sospese (PTS) polveri PM 10, Ø < 10 µm, denominate anche polveri inalabili (in grado di penetrare nel tratto superiore dell apparato respiratorio) polveri PM 2,5, Ø < 2.5 µm, denominate polveri respirabili (in grado di penetrare nel tratto inferiore dell apparato respiratorio) polveri PM 1, Ø < 1 µm, possono penetrare fino agli alveoli
LIVELLO DI PENETRAZIONE DELLE DIVERSE GRANULOMETRIE
COMPOSIZIONE MINERALOGICO - CHIMICA particelle primarie naturali, costituite in prevalenza da minerali di alluminio, silicio, carbonati di calcio e magnesio solfati e nitrati metalli pesanti ioni ammonio particelle di carbonio elementare di origine antropica composti organici: alcani, alcheni, alchilbenzeni, idrocarburi policiclici aromatici (IPA), aldeidi, acidi organici dicarbossilici, nitrocomposti
EFFETTI DANNOSI DEL PARTICOLATO sull ambiente: riduzione visibilità, formazione nebbie, diffusione radiazione solare sulla salute, dipendono dalla composizione chimica e dalla granulometria,, malattie respiratorie e cardiovascolari
un esempio... ELEMENTI DI UN AREA TRAFFICATA Ca, Mg, Zn, P, B, Ba, legati all olio lubrificante delle automobili Pb, Pt, IPA, CO, Benzene, legati alla combustione del carburante e all abrasione della marmitta catalitica Na, Ba, Mo, K, Si, legati al liquido antigelo Mn, Co, Ni, Fe, Al, Cu, legati all usura dei motori delle automobili Na, S, V, Ni, legati alla parte naturale del combustibile
METODOLOGIE ANALITICHE ICP-MS MS: Inductively Coupled Plasma Source Mass Spectrometry PIXE: Particle Induced X ray Emission SEM: Scanning Electron Microscopy TEM: Transmission Electron Microscopy A seconda della metodologia si utilizzano diverse tipologie di filtri per la raccolta dei campioni: Nitrato di Cellulosa o Esteri misti di cellulosa ICP-MS Policarbonato PIXE; SEM; TEM
Per determinare la morfologia (forma e dimensioni) e composizione chimica del particolato Per analisi di particelle micrometriche e nanometriche 1 µm m = 1 milionesimo di metro 1 nm = 1 miliardesimo di metro Limiti di risoluzione MICROSCOPIA ELETTRONICA SEM: : 10 nm (10 nm morfologia, 1 µm m EDS) 200 000 x TEM: 0.1 nm ( 0.20 nm morfologia, 10 nm EDS) 1 milione x
SEM SCANNING ELECTRON MICROSCOPY
TEM TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY