Contratto di ricerca del 30 giugno 2009 Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Scienze della Terravia Saragat, 1 – 44100 FerraraMINNI MINNI Contratto di ricerca del 30 giugno 2009 Convenzione MATTM-ENEA per l’aggiornamento del sistema modellistico “MINNI” Gruppo di Ricerca: Prof.ssa Carmela Vaccaro Dr Renzo Tassinari Dr.ssa Chiara Telloli Dr.ssa Elena Marrocchino

Nel primo semestre organizzazione dei laboratori e delle procedure analitiche a supporto delle analisi previste per le campagne presso il Centro ENEA di Trisaia del 2010. Attività effettuate: definizione delle procedure di analisi; scelta dei filtri per il campionamento del particolato; applicazione della metodologia analitica su filtri vergini (bianchi) e su filtri campionati presso il centro di Trisaia da ENEA verifica delle possibili problematiche di contaminazione in fase: a) campionamento, b) trattamento del campione, c) analisi chimiche quantitative mediante ICP-MS, d) osservazione al microscopio ottico a luce riflessa e metallografico, e) osservazioni ed analisi semiquantitative al SEM

SCELTA DEI FILTRI Filtri testati: filtri in teflon (Organic Binder Grade GF 10) per le osservazione al microscopio ottico a luce riflessa e al S.E.M. - filtri in quarzo: 1) filtri Whatman in fibra di vetro (con binder), 2 ) filtri Whatman in fibra di quarzo tipo QM-A (senza binder) 3) filtri (Pallflex® Air Monitoring Filters, Tissuquartz™ Filters, 2500 QAT-UP (senza binder); 4) filtri in quarzo SKC 225-1826 1.2 µm R-100. In fase di analisi essendo stati consegnati il 30 ottobre.

Osservazione allo stereomicroscopio osservazione a luce riflessa dei filtri per verificare la distribuzione e densità nel filtro del particolato analisi morfologica e cromatica al microscopio ottico metallurgico utile a definire la tipologia e forma delle particelle ed eventuali pigmentazioni 4

Centro di Microscopia elettronica di Ferrara Analisi chimiche semiquantitative e osservazioni al SEM (Microscopio elettronico a scansione) Centro di Microscopia elettronica di Ferrara SEM Zeiss Evo 40 corredato da microanalisi elettronica INCA 300 OXFORD possibilità di operare convezionalmente in alto vuoto a pressione variabile ( SEM XVP) con pressione massima 6 torr microanalisi chimiche semiquantitative (EDS) Osservazioni morfologiche o topografiche della superficiale. Identificazione degli elementi chimici presenti in aree selezionate e in particelle di dimensioni non inferiori al micron e mappe composizionali.  5

sostanze vegetali (fustoli, foglie), muffe e batteri e fasi minerali silicati carbonati

particelle organiche (pollini, muffe, batteri) particelle argillose particelle organiche (pollini, muffe, batteri)

Spettrometro di Plasma Massa Serie X della Thermo Electron Corporation

Campionatura per testare la metodologia di Analisi chimiche mediante ICP-MS I campionamenti sono stati condotti presso Centro ENEA di Trisaia dalle ore 23 del giorno 7/07/09 alle ore 23 del giorno 8/07/09 (campione 1) e dale 23 del giorno 8/07/09 alle 23 del giorno 9/07/09 (campione 2) Supporti utilizzati : filtri in fibra di quarzo Pallflex® Air Monitoring Filters, Tissuquartz™ Filters, 2500 QAT-UP.

30- Bianco, (1 fustella diam. 34 mm) SCHEMA CAMPIONI 30- Bianco, (1 fustella diam. 34 mm) 31- Bianco, (1 fustella diam. 34 mm) 32- Bianco, (2 fustelle diam. 34 mm) 33- Campione 1, (1 fustella diam. 34 mm) 34- Campione 1, (1 fustella diam. 34 mm) 35- Campione 1, (2 fustelle diam. 34 mm) 36- Campione 2, (1 fustella diam. 34 mm) 37- Campione 2, (1 fustella diam. 34 mm) 38- Campione 2, (2 fustelle diam. 34 mm) 39- Campione 2, (1 fustella diam. 34 mm) “metalli pesanti” analizzati sono quelli significativi per la valutazione della qualità ambientale e utili alla identificazione le provenienze: Li, Be, B, Na, Al, K, Rb, Ca, Sr, Ba, Mg, Mn, Fe, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Se, Mo, Ag, Cd, Sb, Te, Hg, Tl, Pb, Bi, U.

Inductively coupled plasma-mass spectrometry Elemento Isotopo Li 7 Be 9 B 11 Na 23 Mg 24 Al K 39 Ca 40 44 V 51 Cr 52 Mn 55 Fe 56 Co 59 Ni 60 Cu 65 Zn 68 Ga 69 As 75 Se 78 Rb 85 Sr 88 Zr 90 Nb 93 Mo 95 Ag 107 Elemento Isotopo Cd 111 Sb 121 Te 125 Ba 137 La 139 Ce 140 Pr 141 Nd 146 Sm 147 Eu 153 Gd 157 Tb 159 Dy 163 Ho 165 Er 166 Tm 169 Yb 172 Lu 175 Hf 178 Ta 181 Hg 202 Tl 205 Pb 208 Bi 209 Th 232 U 238 Isotopi utilizzati per la determinazione delle concentrazioni dei metalli nei filtri.

Solubilizzazione del campione ai fini delle analisi in ICP-MS In un beaker in teflon viene inserito il filtro di quarzo si aggiungono: -10 ml HF e si porta il campione ad incipiente secchezza. - si riprende con 4 ml HF + 3 ml HNO3 e si riportano ad incipiente secchezza, 5 ml di HNO3 + 2H2O2, di nuovo ad incipiente secchezza, il residuo successivamente ripreso con 2 ml di HNO3 a cui vengono aggiunti alcuni ml di H2O Tutti i reagenti sono Merck Suprapur Le operazioni sono effettuate su piastra a temperatura di 70-80 °C. La soluzione dal beaker è infine portata a volume in matraccio da 100 ml con acqua pura MilliQ con resistività superiore ai 18,2 mega-Ohm×cm. In ogni soluzione viene inserito uno standard interno multielementare costituito da In, Re, Rh, (Indio, Renio, Rodio) a concentrazione di 10 ppm per il controllo e la correzione della deriva strumentale

media bianco %RSD media C1 7-8 luglio %RSD C1 Aria in C1 media C2 LOD aria   ug/ml ug/ml soluz ug per mc ug/ml in soluz (ppq) Li 0,000 42,50 0,0001 17 0,0002 7 0,0003 0,1 Be 48,43 0,0000 69 0,00001 B 0,001 34,29 2290 192 Na 0,010 6,03 0,13 10 0,33 0,15 0,43 1 Mg 0,015 3,41 0,036 11 0,10 0,047 6 Al 0,108 3,98 0,096 26 0,25 0,18 18 0,49 K 0,028 3,32 0,041 0,11 0,058 16 0,16 Ca 0,046 23,33 0,19 4 0,48 0,27 13 0,77 V 24,85 0,0010 2 0,003 0,0018 0,005 Cr 9,99 0,0006 24 0,0007 Mn 4,86 0,0016 12 0,0042 0,0023 0,0065 Fe 0,020 5,79 0,064 0,17 5 Co 79,51 0,00003 20 Ni 18,98 39 0,002 27 Cu 33,42 0,0034 0,009 0,0033 Zn 117,59 30 0,0017 9 Ga 9,82 19 23 As 47,79 8 29 Se 63,60 43 0,0005 66 Rb 17,41 0,0004 Sr 5,31 0,0014 0,0020 Mo 1,52 376 n.d Ag 12,50 22 0,00002 21 Cd 15,20 34 Sb 26,83 0,0009 0,0024 Te 54,27 1702 Ba 7,12 0,0011 0,0028 0,0013 0,0036 Hg n.d.  n.d. Tl 51,99 37 76 Pb 26,88 0,0025 Bi 88 90 U 6,97 898