La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Laboratorio di Chimica Analitica Luca Ferrero AA 2008/2009 Analisi della componente ionica inorganica in campioni di particolato atmosferico mediante analisi.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Laboratorio di Chimica Analitica Luca Ferrero AA 2008/2009 Analisi della componente ionica inorganica in campioni di particolato atmosferico mediante analisi."— Transcript della presentazione:

1 Laboratorio di Chimica Analitica Luca Ferrero AA 2008/2009 Analisi della componente ionica inorganica in campioni di particolato atmosferico mediante analisi in Cromatografia Ionica

2 Analisi chimica del Campione separazione, identificazione La Chimica Analitica implica separazione, identificazione e determinazione delle quantità relative dei componenti in un campione di sostanza Campione (Matrice) es: Particolato atmosferico Aria Suolo Acque Porzioni di opere darte Campioni alimentari …. ecc Analita es: Ioni, IPA … COV IPA, Idrocarburi Fe 2+ Resine Pestici …. ecc ? Metodo selettivo per gli analiti di interesse

3 27 Lug 08 OASI BINE (RURALE) MILANO (URBANO) ALPE S. COLOMBANO (REMOTO) 29 Lug 0828 Lug 08 PM2.5. Estate bianco

4 La Cromatografia La cromatografia è un metodo analitico largamente diffuso per la separazione, identificazione e determinazione dei componenti chimici in miscele complesse. La base della metodologia è la presenza di una fase stazionaria e di una fase mobile in grado di fluire attraverso la fase stazionaria. La separazione è basata sulla differente velocità di migrazione degli analiti lungo la fase stazionaria. Di cromatografia ne esistono di svariate tipologie: Gas Cromatografia Cromatografia Liquida Cromatografia Liquida ad alta prestazione (HPLC) Cromatografia su strato sottile Cromatografia a esclusione dimensionale … Cromatografia Ionica

5 Cromatografia Ionica: Fase Stazionaria Polistirene sostituito con: gruppi solfonici [RSO 3 - H + ] per lanalisi dei Cationi gruppi amminici basici [RN(CH 3 ) 3 + OH - )] per lanalisi degli anioni GF (Gruppo Funzionale)GF Cromatografia Ionica: Fase Mobile La Fase mobile è una soluzione ionica anionica per lanalisi degli anioni e cationica per lanalisi dei cationi Cromatografia Ionica: Rilevatore Conduttimetrico

6 CAMPIONAMENTO CAMPIONAMENTO GRAVIMETRICO PARTICOLATO ATMOSFERICO MILANO-BICOCCA UNIVERSITY DEPARTMENT OF ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Metodo manuale IMPATTORE PER TAGLIO DIMENSIONALE (PM10, PM2,5…) FILTRO BILANCIA ANALITICA (precisione 1 g) es. per la frazione PM 10 lefficienza del sistema di campionamento è del 55 % per d ae = 10 µm e si annulla d ae > 15 µm UE: PM10 - EN12341 (1998) US-EPA: PM10 - CFR40-Part 50 App. J (1984) PM2.5 - CFR40-Part 50 App. L (1997) FLUSSO DARIA CAMPIONATO

7 TECNICHE DI ESTRAZIONE Soxhlet VANTAGGI standardizzata, recuperi elevati SVANTAGGI lenta (12-24 h) Laboriosa (quantitativi elevati di solvente-250 ml-, necessità di concentrare il campione) Ultrasuoni VANTAGGI rapida semplice SVANTAGGI scarsa standardizzazione UNIVERSITA DEGLI STUDI DI MILANO-BICOCCADIPARTIMENTO DI SCIENZE DELLAMBIENTE E DEL TERRITORIO Speciale traduttore piezoelettrico, modulato ad una frequenza elevata di kHz e potenza 70 W. Il tempo di estrazione è ridotto a soli 3-15 minuti. Prototipo bagno ad ultrasuoni (Sonica®) acqua

8 ESTRAZIONE Prototipo bagno ad ultrasuoni (Sonica®) acqua BAGNO AD ULTRASUONI MODIFICATO (Perrone M.G., et al., La Chimica e l Industria, 2003) MILANO-BICOCCA UNIVERSITY DEPARTMENT OF ENVIRONMENTAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Tecnica semplice, rapida e standardizzata: adatta per analisi numerosi campioni ambientali ESTRAZIONE ULTRASUONI MODIFICATO SOXLHET (tenica classica) vol. solvente organico 3 -8 ml ml tempo 3-15 minuti ore (5-24h) Efficienza di estrazione (std NIST1649a) IPA % IPA % Ultrasuoni a frequenza modulata, centrata a 40 KHz: intensa energia ultrasonora concentrata in un bagno a geometria ottimizzata IPA Nitro-IPA Oxi-IPA Alcani Fenoli e Nitrofenoli Cresoli e Nitrocresoli Ioni inorganici Es. IPA

9 Estrazione degli ioni dal particolato atmosferico Estrazione Ioni: Bagno a ultrasuoni, 20 min Acqua Millli-Q Analisi in Cromatografia Ionica Filtrazione dellestratto (Teflon filters, porosità 0.45 m) Recupero (%) Fl - Cl - NO 3 - PO 4 3- SO 4 2- Media Dev. St Recupero (%) Na + NH 4 + K+K+ Mg 2+ Ca 2+ Media Dev. St Accuratezza, Ripetibilità

10 ANALISI IC DI CAMPIONI DI PARTICOLATO ATMOSFERICO ANIONI CATIONI COLONNA: Dionex IonPac® AS14A-5 mm Analytical, 3x150 mm PRECOLONNA: Dionex IonPac® AG14A-5 mm Guard, 3x30 mm ELUENTE: eluizione isocratica, flusso 0,5 ml/min. Soluzione Na 2 CO 3 /NaHCO 3 in H 2 0 ultrapura (MilliQ), [ ] rispettivamente 8,0 mM e 1,0mM. RIGENERANTE SOPPRESSORE: acidio solforico 0.05 M COLONNA: Dionex IonPac® CS12A-5 mm Analytical, 3x150 mm PRECOLONNA: Dionex IonPac® CG12A-5 mm Guard, 3 x 30 mm ELUENTE: eluizione isocratica, flusso 0,5 ml/min. Soluzione MSA in H20 ultrapura (MilliQ), [ ] 0,4 mM RIGENERANTE SOPPRESSORE: tatrabutilammonioidrossido 0.1 M Sistema IC con rilevatore conduttimetrico (Dionex 50) Estratto di un campione di PM10 urbano milanese UNIVERSITA MILANO -BICOCCA – DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELL AMBIENTE E DEL TERRITORIO

11 Milano, Via Messina (background urbano). Composizione chimica media annua (dati 2002: progetto PUMI) IONI INORGANICI (NH 4 +, SO 4 2-, NO 3 - ): analisi cromatografia ionica IC (DISAT-UNIMIB) ELEMENTI = mineral dust (Al, SI, K, Ca; Ti) e trace elements (V, Cr, Mn, Fe, Ni, CU, Zn, Br, Pb): analisi EDX-XRF (ARPA) TC= OC+EC: analisi termogravimetrica combinata con spettrofotometro infrarosso TGA-FTR (UNIMI) PM2.5 41% FRAZIONE IONICA INORG (NH 4 +, NO 3 -, SO 4 = ) 42% FRAZIONE CARBONIOSA (TC) 2% MINERAL DUST 1% ELEMENTI IN TRACCIA 16% FRAZIONE SCONOSCIUTA (es. H 2 0, ossidi, eteroatomi fraz. organica) PM10 33% FRAZIONE IONICA INORG (NH4+, NO3-, SO4=) 43% FRAZIONE CARBONIOSA (TC) 9% MINERAL DUST 1% ELEMENTI IN TRACCIA 14% FRAZIONE SCONOSCIUTA (es. H 2 0, ossidi, eteroatomi fraz. organica) LA COMPOSIZIONE CHIMICA DEL PARTICOLATO ATMOSFERCO UNIVERSITA MILANO -BICOCCA – DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELL AMBIENTE E DEL TERRITORIO

12 SORGENTI UNIVERSITA MILANO -BICOCCA – DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELL AMBIENTE E DEL TERRITORIO LA COMPOSIZIONE IONICA INORGANICA DEL PARTICOLATO ATMOSFERICO Ioni di origine primaria : risospensione polvere del suolo Ioni di origine secondaria : da precursori gassosi per reattività atmosferica F-

13 IONI INORGANICI DI ORGINE SECONDARIA NH 4 +, NO 3 -, SO 4 = : particolato di origine secondaria (da precursori gassosi) NH 4 NO 3 (s) NH 4 + (l)+NO 3 -(l) NO x (NO, NO 2 )+ OH Combustione ( autoveicoli) SO 4 -- Processi di combustione del carbonio e petrolio contenenti zolfo SO 2 (g) Reattività fotochimica (OH) o ossidazione in fase eterogenea (es. nebbie urbane) UNIVERSITA MILANO -BICOCCA – DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELL AMBIENTE E DEL TERRITORIO NH 3 (g) +HNO 3 (g) (T) Fonti naturali ed antropiche (allevamento, agricoltura, macchine catalizzate)

14 EFFETTI DEL PM SUI CAMBIAMENTI CLIMATICI UNIVERSITA MILANO -BICOCCA – DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELL AMBIENTE E DEL TERRITORIO Rapporto IPCC, 2007

15 Direct aerosol induced radiative forcing (W m -2 ) Solfati OC e BC Comb. fossili OC e BC Comb.biomasse Dust PM E CAMBIAMENTI CLIMATICI – FORCING DIRETTO UNIVERSITA MILANO -BICOCCA – DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELL AMBIENTE E DEL TERRITORIO Rapporto IPCC, 2001


Scaricare ppt "Laboratorio di Chimica Analitica Luca Ferrero AA 2008/2009 Analisi della componente ionica inorganica in campioni di particolato atmosferico mediante analisi."

Presentazioni simili


Annunci Google