Università degli Studi di Ferrara Dipartimento di Scienze della Terravia Saragat, 1 – 44100 FerraraMINNI

MINNIMINNI

Contratto di ricerca del 30 giugno 2009

Convenzione MATTM-ENEA per l’aggiornamento del sistema modellistico “MINNI”

Gruppo di Ricerca:Prof.ssa Carmela VaccaroDr Renzo TassinariDr.ssa Chiara TelloliDr.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

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

microanalisi chimiche semiquantitative (EDS)

possibilità di operare convezionalmente in alto vuoto a pressione variabile ( SEM XVP) con pressione massima 6 torr

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. 

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

silicati

carbonati

particelle argillose

particelle organiche

(pollini, muffe, batteri)

Serie X della Thermo Electron Corporation

Spettrometro di Plasma Massa

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)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)

SCHEMA CAMPIONI

“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.

Elemento Isotopo

Li 7

Be 9

B 11

Na 23

Mg 24

Al 24

K 39

Ca 40

Ca 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.

Inductively coupled plasma-mass spectrometry

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 SuprapurLe 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 C17-8 luglio

%RSD C1 Aria in C1

media C28-9 luglio %RSD C2 Aria in C2

LOD aria

  ug/ml   ug/ml soluz   ug per mc ug/ml in soluz   ug per mc (ppq)

Li 0,000 42,50 0,0001 17 0,0002 0,0001 7 0,0003 0,1

Be 0,000 48,43 0,0000 69 0,00001 0,0000 69 0,00001 0,1

B 0,001 34,29 0,0000 2290 0,0001 0,0001 192 0,0003 0,1

Na 0,010 6,03 0,13 10 0,33 0,15 7 0,43 1

Mg 0,015 3,41 0,036 11 0,10 0,047 6 0,13 1

Al 0,108 3,98 0,096 26 0,25 0,18 18 0,49 1

K 0,028 3,32 0,041 18 0,11 0,058 16 0,16 1

Ca 0,046 23,33 0,19 4 0,48 0,27 13 0,77 1

V 0,000 24,85 0,0010 2 0,003 0,0018 6 0,005 0,1

Cr 0,001 9,99 0,0002 13 0,0006 0,0003 24 0,0007 0,1

Mn 0,001 4,86 0,0016 12 0,0042 0,0023 4 0,0065 0,1

Fe 0,020 5,79 0,064 2 0,17 0,096 5 0,27 1

Co 0,000 79,51 0,000 26 0,00003 0,0000 20 0,0001 0,1

Ni 0,000 18,98 0,0006 39 0,002 0,0010 27 0,003 0,1

Cu 0,001 33,42 0,0034 10 0,009 0,0033 16 0,009 1

Zn 0,002 117,59 0,0018 30 0,005 0,0017 9 0,005 0,1

Ga 0,000 9,82 0,0000 19 0,0001 0,0001 23 0,0002 0,1

As 0,000 47,79 0,0001 8 0,0003 0,0001 29 0,0003 0,1

Se 0,000 63,60 0,0002 43 0,0005 0,0002 66 0,0006 0,1

Rb 0,000 17,41 0,0001 17 0,0004 0,0002 8 0,0007 0,1

Sr 0,000 5,31 0,0005 16 0,0014 0,0007 7 0,0020 0,1

Mo 0,009 1,52 0,0001 376 0,0003 n.d   n.d 0,1

Ag 0,000 12,50 0,0000 22 0,00002 0,0000 21 0,00002 0,1

Cd 0,000 15,20 0,0002 16 0,0007 0,0000 34 0,0001 0,1

Sb 0,000 26,83 0,0009 7 0,0024 0,0001 9 0,0003 0,1

Te 0,000 54,27       0,0000 1702 0,0000 0,1

Ba 0,002 7,12 0,0011 23 0,0028 0,0013 12 0,0036 0,1

Hg n.d.    n.d.           0,1

Tl 0,000 51,99 0,0000 37 0,0000 0,0000 76 0,0000 0,1

Pb 0,000 26,88 0,0010 5 0,0025 0,0006 13 0,0017 0,1

Bi n.d.   0,0000 88 0,0000 0,0000 90 0,0000 0,1

U 0,000 6,97 0,0000 898 0,0000 n.d     0,1