Università degli Studi di Bologna

Dipartimento di Chimica Fisica e Inorganica

PROGETTAZIONE DI UN DISPOSITIVO PER IL MONITORAGGIO AD ALTA RISOLUZIONE TEMPORALE DI

COMPOSTI ORGANICI IN ATMOSFERA

Presentata da Relatore

Luigi Da Vià Prof. Sergio Zappoli

CorrelatriceDott.ssa Barbara Fabbri

SESSIONE III

Anno Accademico 2007-2008

1

Importanza del monitoraggio dei CC in atmosfera

Il problema dell’inquinamento atmosferico nelle aree urbane è un problema impellente :

Salute umana Aumentano le possibilità di contrarre infezioni dell’apparato

respiratorio

Pericolosità connessa allo smog fotochimico Presenza del particolato aumenta la pericolosità dello smog

fotochimico.

2

Ruolo dei composti carbonilici in atmosfera

I LWCC (composti carbonilici a basso peso molecolare)sono parametri chimici importanti per valutare:

Qualità dell’aria

Nelle aree urbane consentono di valutare l’impatto ambientale delle fonti di emissione biogeniche puntiformi (impianti, zone industriali..)

Modellizzazione dei processi fotochimici in atmosfera

Consentono di valutare il ruolo della chimica atmosferica nella formazione dello smog fotochimico

3

4

Tipologie di campionatori

Per il monitoraggio dei VOC in atmosfera esistono due tipologie di campionatori:

• Attivi

• Passivi

L’unica differenza tra i due risiede nel fatto che, per i campionatori attivi, è necessaria la presenza di una pompa d’aspirazione; mentre i campionatori passivi, sfruttano la

diffusione semplice dell’analita attraverso un letto adsorbente.

5

Campionatori passivi Radiello

6

Scopo del lavoro

Obiettivi:

Verificare l’affidabilità dello strumento progettato utilizzando la metodica analitica sviluppata dal gruppo di ricerca in precedenti lavori di tesi.

Verificare l’efficienza del metodo di campionamento e del sistema di acquisizione dei dati

Valutare il livello di CC presenti nell’area sottostante l’inceneritore del Frullo

Monitorare i cicli di un processo produttivo per individuarne le fasi critiche

7

Il decreto legislativo 152/2006 raccoglie tutte le norme in materia ambientale e sancisce

tipologie e modalità di campionamento per l’analisi dei VOC in atmosfera.

Il decreto prevede che un campionamento sia effettuato nelle seguenti condizioni:

• Portata di campionamento: 2L/min• Metodo analitico: analisi HPLC degli idrazioni con rivelatore UV-Vis a λ= 360 nm

Metodo analitico ufficiale

Interfaccia grafica del software di gestione

8

1

4

3

6

5

7

2

Report generato dal software

9

10

Dettaglio set di cartucce

11

Flussimetro

12

Interno Impianto

13

Esterno impianto con box cartucce

12.12-14.12

14.12-16.12

16.12-18.12

18.12-20.12

20.12-22.12

22.12-02.12

02.12-06.12

06.12-08.12

08.12-10.12

10.12-12.12

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

Ciclo giornaliero 2 luglio 2008

Isovaleraldeide

Benzaldeide

Butiraldeide

Crotonaldeide

Acetone

Acetaldeide

Formaldeide

ug/m

3

Discussione risultati

14

19.01-21.01

21.01-23.01

23.01-03.01

03.01-07.01

07.01-09.01

09.01-11.01

11.01-13.01

13.01-15.01

15.01-17.01

17.01-19.01

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

Ciclo giornaliero 14 luglio 2008

ButiraldeideCrotonaldeideAcetoneAcetaldeideFormaldeide

ug/m

3

Discussione risultati

15

12.07-14.07

16.07-18.07

20.07-22.07

02.07-06.07

08.07-10.07

12.12-14.12

16.12-18.12

20.12-22.12

02.12-06.12

08.12-10.12

12.26-14.26

16.26-18.26

20.26-22.26

02.26-06.26

08.26-10.260.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00Grafico totale 1-3 Luglio 2008

Isovaleraldeide

Benzaldeide

Butiraldeide

Crotonaldeide

Acetone

Acetaldeide

Formaldeide

ug/m

3Discussione risultati

16

19.05-21.05

03.05-07.05

11.05-13.05

17.05-19.05

23.11-03.11

19.01-21.01

03.01-07.01

11.01-13.01

17.01-19.01

23.06-03.06

09.06-11.06

15.06-17.06

21.19-23.19

07.19-18.50*

23.03-03.03

17.03-19.03

23.03-03.030.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

5.50 Grafico totale 12-18 Luglio 2008

BenzaldeideButiraldeideCrotonaldeideAcetoneAcetaldeideFormaldeide

ug/m

3

Discussione risultati

17

Discussione risultati

18

BIANCO 10.35-11.05 11.05-11.59 11.59-12.59 12.59-13.59 13.59-14.59 14.59-15.59 15.59-16.590.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00 Impianto Pilota 1

PropionaldeideAcetoneAcetaldeideFormaldeide

ug/m

3

Discussione risultati

19

BIANCO 9.11-10.11 10.11-10.50 11.20-12.10 12.10-13.10 13.10-14.10 14.10-15.10 15.10-16.09 16.09-17.130.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00Impianto pilota 2

CrotonaldeidePropionaldeideAcetoneAcetaldeideFormaldeide

ug/m

3

20

Conclusioni

Lo sviluppo di un prototipo di autocampionatore totalmente automatizzato e programmabile via software ha consentito di:

Monitorare l’inceneritore del Frullo con frequenza bioraria continuativamente per una settimana.

Seguire le fasi di processo di un impianto pilota in ambiente indoor

Nonostante l’utilizzo di portate di campionamento superiori a quelle previste

È stato possibile:

Identificare i cicli giorno-notte dei VOC in atmosfera e seguire i profili di concentrazione degli analiti d’interesse. Monitorare le fasi di un processo produttivo dalla tempistica ridotta riuscendo ad identificare, oltre ai composti emessi, anche gli step critici del processo.

21

Obiettivi futuri

L’impiego di cartucce con letti adsorbenti diversi andrebbe ad ampliare le classi di molecole analizzate contemporaneamente

L’implementazione di una stazione meteo integrata all’autocampionatore, consentirebbe di correlare i parametri ambientali con le concentrazione degli analiti

monitorati

Tutto ciò consentirebbe di ottenere da una sola campagna d’analisi, informazionidettagliate circa la situazione ambientale

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Stazione meteo

Pompa

OH

CC

VOC

HPLC-FL

HPLC-UV

GC-MS

Elaborazionedati

Diagramma a blocchi di una stazione d’analisi multicomponente

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GRAZIE PER L’ATTENZIONE

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