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COSA FAREMO OGGI 1.Introduzione: Chi siamo e cosa facciamo: la caratterizzazione chimica degli aerosol atmosferici Il campionamento dellaerosol Estrazione.

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1 COSA FAREMO OGGI 1.Introduzione: Chi siamo e cosa facciamo: la caratterizzazione chimica degli aerosol atmosferici Il campionamento dellaerosol Estrazione della componente solubile in acqua 2.Visita ai laboratori/esercitazione (divisione in 2 gruppi): Analisi della componente ionica solubile in acqua Analisi del carbonio organico solubile in acqua + Determinazione della massa di aerosol campionato 3.Conclusione: passare dalla concentrazione in provetta alla concentrazione atmosferica

2 PERCHE STUDIARE LA COMPOSIZIONE CHIMICA DELLAEROSOL? La composizione chimica delle particelle determina il loro comportamento in atmosfera, influenzandone: la capacità di interagire con la radiazione solare/terrestre la reattività i processi di rimozione (e quindi la vita media in atmosfera) linterazione con il vapore acqueo (importante per le nubi) La composizione chimica determina gli effetti sulla salute (importanza dei composti organici) Inoltre, la composizione chimica fornisce indicazioni circa le sorgenti di particolato atmosfericocontrollo delle emissioni!

3 m Carbonio grafitico (soot) Composti organici solfato ammonio nitrato Frazione minerale Sale marino Diametro (Dp) COSA CI ASPETTIAMO DI TROVARE Componenti diversi presentano distribuzioni dimensionali differenti Importanza della segregazione dimensionale nel campionamento

4 AEROSOL ATMOSFERICI: IL CAMPIONAMENTO Il campionamento è unoperazione fondamentale per studiare la concentrazione e la composizione chimica dellaerosol AEROSOL BULK MEASUREMENT SIZE-SEGREGATED MEASUREMENT SINGLE-PARTICLE ANALYSIS CAMPIONAMENTO SEGREGATO DIMENSIONALMENTE ANALISI DI SINGOLA PARTICELLA CAMPIONAMENTO TRADIZIONALE ESEMPIO: PM L/minFlusso basso volumemedio volumealto volume

5 CAMPIONAMENTO SU FILTRO Filtri in fibra o membrane (fibra di vetro, fibra di quarzo, Teflon, policarbonato). VIRTUAL IMPACTOR Parziale segregazione dimensionale FHFH F L << F H

6 APPLICAZIONE: LA DETERMINAZIONE GRAVIMETRICA DEL PM10 Decreto Ministeriale n° 60 del 02/04/2002Direttiva 1999/30/CE del 22/04/1999 EN "Air quality - Determination of the PM10 fraction of suspended particulate matter - Reference method and field test procedure to demonstrate reference equivalence of measurement methods". Testa di campionamento con separatore ad impatto inerziale: permette lingresso di materiale particolato con diametro aerodinamico < 10 µm filtro in fibra di quarzo (diametro 47 mm) filtro in fibra di vetro (diametro 47 mm) membrana in Politetrafluoroetilene (d. 47 mm). Motore con portata tra 0.7 e 2.5 m 3 /h

7 Procedura di pesata Requisiti della bilancia analitica Riproducibilità ± 1 μg; Temperatura e umidità relativa controllate. La bilancia deve essere calibrata immediatamente prima di ogni sessione di pesata. Condizionamento dei filtri. I filtri usati devono essere condizionati immediatamente prima di effettuare le pesate (pre-campionamento e post-campionamento). temperatura di condizionamento: 20 ± 1 °C; tempo di condizionamento: > 48h umidità relativa: 50 ± 5 %; I filtri devono essere pesati immediatamente dopo il periodo di condizionamento. Le pesate pre e post-campionamento devono essere eseguite con la stessa bilancia e, possibilmente, dallo stesso operatore, utilizzando una tecnica efficace a neutralizzare le cariche elettrostatiche sul filtro. APPLICAZIONE: LA DETERMINAZIONE GRAVIMETRICA DEL PM10

8 IMPATTORI A CASCATA Segregazione dimensionale delle particelle in 5-12 stadi dimensionali sfruttando la mobilita aerodinamica delle particelle

9 N.B. IL DIAMETRO AERODINAMICO Il diametro di una particella sferica con densità di 1 g/cm 3 che sotto l'azione della forza di gravità e in calma d'aria e nelle stesse condizioni di temperatura, pressione e umidità relativa, raggiunge la stessa velocità finale della particella considerata.

10 LA RETTA DI CALIBRAZIONE

11 Concentrazione atmosferica [µg m -3 ] C atm = C sol Concentrazione in soluzione, cioè quello che abbiamo misurato!!! [ppb = ng ml -1 ] xVol extr x Volume di acqua in cui è stato estratto il filtro [ml] 1000 F camp Flusso di campionamento [m 3 min -1 ] x T camp Durata del campionamento [min] 1 Necessario per la conversione da ng m -3 a µg m -3 xA Coefficiente area filtro, nel nostro caso = 2

12 Concentrazione atmosferica [µg m -3 ] C atm = C sol Concentrazione in soluzione, cioè quello che abbiamo misurato!!! [ppb = ng ml -1 ] x60 ml x Volume di acqua con cui è stato estratto il filtro [ml] m 3 min -1 Flusso di campionamento [m 3 min -1 ] x 420 min Durata del campionamento [min] 1 Necessario per la conversione da ng m -3 a µg m -3 x2 Coefficiente area filtro


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