DETERMINAZIONE DEL RAPPORTO ISOTOPICO DELL’ANIDRIDE CARBONICA PER IL RICONOSCIMENTO DELLE FONTI DI CONTAMINAZIONE Prof. Antonio Proto, Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Salerno Rimini, 7 Novembre 2007

Campi di applicazione del rapporto isotopico 13C/12C Medicina Infezioni batteriche1, origine naturale dei farmaci Alimentare autenticità degli alimenti2 Archeometria paleodiete3 Ambientale paleoclima4 Savarino V., Mela G.S., Zentilin P., Bisso G., Pivari M., Mansi C., MeleM.R., Biliardi C., Vigneti S., Celle G. Am. J. Gastroenerol. 1999, 94, 1203-1208. Martin G. J., Zhang B. L., Naulet N., Martin M. L., J. Am. Chem Soc. 1986,108. 5116- 5122. Lambert J.B., Szpunar C., Buikstra J.E., Analysis of human bone from middle and late woodland sites, Archaeometry 1979, 21(2), 115-129. 4. Bukata A.R., Kyser T.K., Carbon and nitrogen isotope variations in tree-rings as record of perturbation in regional carbon and nitrogen cycles, Environ. Sci. & technol. 2007

SPETTROMETRIA DI MASSA (Tecnica IRMS)1 VANTAGGI Elevata precisione (0,1‰) SVANTAGGI Costi elevati della strumentazione Preparazione del campione laboriosa Coleman D.C., Fry B., Carbon isotope techniques, Academic Press, INC..

SPETTROSCOPIA INFRAROSSO IN TRASFORMATA DI FOURIER (Tecnica FT-IR) Analisi in fase gassosa in condizione di pressione e temperatura controllata; Bassa risoluzione dello spettro della CO2.

Spettro infrarosso della CO2 gas 1 1. Kindness A. , Marr l. , Improved Infrared Spectroscopic Method for the Measurement of 13C/12C Ratios

2334 cm-1 2269 cm-1 Spettro relativo al modo di stretching antisimmetrico della CO2 assorbita in a-PS1 1. Zanasi R., Alfano D., Scarabino C., Motta O., Viglione R.G., Proto A. , Determination of 13C/12C Carbon Isotope Ratio, Anal. Chem. 2006, 78, 3080-3083

Miscela 50/50 di 12CO2 e 13CO2 assorbita in film di a-PS1 1. Brevetto di invenzione industriale n° SA2005A/000006 - NUOVI DISPOSITIVI PER LA DETERMINAZIONE DEL RAPPORTO DI CONCENTRAZIONE DEGLI ISOTOPI STABILI DEL CARBONIO MEDIANTE ANALISI SPETTROSCOPICA INFRAROSSO Proto A., Alfano D., Scarabino C.

Come si effettua la misura1 Film polimerici sono esposti alla CO2 Analisi dei film allo spettrometro; Elaborazione dei dati. 1. Brevetto di invenzione industriale n° SA2005A/000006 - NUOVI DISPOSITIVI PER LA DETERMINAZIONE DEL RAPPORTO DI CONCENTRAZIONE DEGLI ISOTOPI STABILI DEL CARBONIO MEDIANTE ANALISI SPETTROSCOPICA INFRAROSSO Proto A., Alfano D., Scarabino

Come si determina il rapporto isotopico1: δ13C=[RCampione-RStandard/RStandard]*1000 RCampione=13C/12C RStandard=0,0112372 PDB=Pee Dee Belemnite 1. Brevetto di invenzione industriale n° SA2005A/000006 - NUOVI DISPOSITIVI PER LA DETERMINAZIONE DEL RAPPORTO DI CONCENTRAZIONE DEGLI ISOTOPI STABILI DEL CARBONIO MEDIANTE ANALISI SPETTROSCOPICA INFRAROSSO Proto A., Alfano D., Scarabino

Errore sul δ13C ±2,5 ‰ Reference materials d13C (‰)a A13/A12b RSD (%) IAEA-CH-3 Cellulose -24.5±0.2 0.1311 0.6 IAEA-C8 Oxalic Acid -18.3±0.2 0.1340 0.8 IAEA-CO-1 Marble +2.5±0.1 0.1500 0.7 USGS41 L-Glutamic Acid +37.8±0.2 0.1760 Errore sul δ13C ±2,5 ‰

Composizione isotopica del carbonio di alcune sostanze naturali CO2 in zone boschive d13C = -8‰ -15 ‰ CO2 Tecnogenico d13C= - 30 ‰ piante C3 (vite, alberi da frutta, erba, olivo) -22‰ -33‰ piante C4 (canna, mais) -10‰ -15‰ Piante CAM Petrolio Gas naturali Carbonati - 80 - 70 - 60 - 50 - 40 - 30 - 20 - 10 d13C (‰) d13C (PDB) Chmura L., Rozanski K., Necki M.J., Atmospheric concentrations of carbon dioxide and its isotopic composition in southern Poland:comparison of high-altitude mountain site and a near-by urban environment, Biogeosciences Discussions 2005, 2, 1849-1865. Widory D., Combustibles, fuels and their combustion products: a view through carbon isotopes, Taylor&Francis 2006, 10, 831-841. Widory D., Javoy M., the carbon isotope composition of atmospheric CO2 in Paris, Earth and planetary Science Letters 2003, 215, 289-298.

Barriera autostradale A3 Napoli-Salerno (Nocera Inf.) Benzine [-28,6 ‰;-30,8‰] Diesel [-27‰; -27,9‰] Auto benzina [-20,2‰;-23,1‰] Auto diesel [-23‰;-26,3‰]

Keeling plot d13C vs. 1/CO2 concentration diagram of pollutant sources in Paris measured during this study. Earth and Planetary Science Letters 215 (2003) 289-298

Earth and Planetary Science Letters 215 (2003) 289-298

Atmospheric samples from Paris (a), Essonne (7) and the University’s parking lot (E). The rough alignment of all the data suggests that CO2 in Paris and its vicinity results from binary mixing. Earth and Planetary Science Letters 215 (2003) 289-298

Earth and Planetary Science Letters 215 (2003) 289-298

Corpo diffusivo costituito da un cilindro in PE poroso Campionatori passivi Corpo diffusivo costituito da un cilindro in PE poroso

Caratteristiche dei campionatori: Alta capacità, bassa contaminazione; Facilità d’uso, non necessita di alimentazione elettrica né di pompa aspirante; Piccolo e non ingombrante; Adatto per eseguire mappature della distribuzione spaziale degli inquinanti; Può essere impiegato in un ampio intervallo di condizioni meteo-climatiche (umidità, temperatura e pressione atmosferica).

Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Chimica A. Proto, O. Motta, A. Farina, M. Alfano, M. Passamano, D. Saviello Istituto per l’Inquinamento Atmosferico CNR Stazione di Monterotondo- ROMA I. Allegrini, A. Ianniello

Sviluppo dei campionatori passivi in collaborazione con Aquaria Emilio Dadati