|
Polveri sottili, particolato atmosferico, PM10; PM2,5;
nomi diversi per indicare un particolare tipo di inquinamento
atmosferico che può essere studiato ed osservato mediante il
microscopio elettronico a scansione. Questa tecnica di analisi
consente di ottenere informazioni aggiuntive rispetto alle tecniche
normalmente impiegate. Riportiamo in queste pagine alcuni esempi
delle osservazioni che possiamo eseguire mediante il nostro
microscopio elettronico a scansione SEM.
Prima di tutto qualche notizia sul PM10, in
breve:
1)
Per particolato si intendono tutte le particelle solide o
liquide sospese nell'aria, esclusa l'acqua pura, con dimensioni
microscopiche. Il PM10 è il particolato atmosferico che ha un
diametro uguale o inferiore a 10 µm.Qualche
dettaglio.
2)
Il PM2.5 è la frazione più fine del PM10, costituita dalle
particelle con diametro uguale o inferiore a 2,5 µm
3)
Il diametro delle particelle è considerato il
parametro più importante per caratterizzare il comportamento
fisico del particolato atmosferico
4)
Il PM 2,5 è il particolato più pericoloso per la salute e
l'ambiente: questo particolato può rimanere sospeso
nell'atmosfera per giorni o settimane. Le particelle maggiori
(da 2,5 a 10 µm) rimangono in atmosfera da poche ore a pochi
giorni, contribuiscono poco al numero di particelle in
sospensione, ma molto al peso totale delle particelle in
sospensione. Sono significativamente meno dannose per la salute
e l'ambiente
5)
Ne consegue che la misura del PM10 (espresso in µg/m3)
quale metodo di valutazione dell'inquinamento da particolato
fornisce informazioni incomplete: non distingue le particelle
grossolane dal pericoloso PM 2,5. Paradossalmente, un elevato
valore del PM10 può corrispondere alla presenza di poche
particelle del tipo PM 2,5 e molte di dimensioni maggiori: una
situazione più accettabile rispetto ad un PM10 di valore
inferiore con poche particelle grossolane e molte dal PM 2,5.
6)
Sono quindi importanti le osservazioni consentite dal
microscopio elettronico a scansione: usare questa tecnica vuol
dire vedere le particelle, contarle distinguendo le varie
famiglie, osservarne l'evoluzione nel tempo in forma,
dimensioni e numero, su scala di qualche decina di minuti,
studiare la composizione chimica della frazione di maggiori
dimensioni del PM10.
7)
Il PM 2,5 è una miscela complessa di migliaia di composti
chimici e, alcuni di questi sono di estremo interesse a causa
della loro tossicità. L'attenzione è rivolta agli idrocarburi
aromatici policiclici (PHA) che svolgono un ruolo nello sviluppo
del cancro. Alcuni nomi: Fluoranthene, Pyrene, Chrysene,
Benz[a]anthracene, Benzo[b]fluoranthene, Benzo[k]fluoranthene,
Benzo[a]pyrene, Dibenz[a,h]anthracene.
8)
Quale sarebbe il valore del PM10 in natura senza la presenza
dell'uomo? Le concentrazioni
di PM in atmosfera dipendono sia da sorgenti naturali che
antropiche. La concentrazione di fondo di PM è solitamente
definita come la distribuzione delle concentrazioni di PM che si
osserverebbe in assenza di emissioni antropiche di PM
(particelle primarie), e in assenza di emissioni antropiche che
precorrono la formazione di PM (particelle secondarie), quali
VOC (volatile organic carbons), NOx ed SO2.
Come termine di paragone, si pensi che l'intervallo atteso per
le concentrazioni naturali di fondo su base annuale varia da
4µg/m3 a 11µg/m3
per il PM10 e da 1µg/m3 a
5µg/m3per
il PM2,5 nei luoghi remoti del Nord America.
9)
Per saperne di più:Per chi
voglia approfondire l'argomento "polveri sottili", consigliamo
questo report redatto dal CEPA/FPAC (Canadian Environmental
Protection Act/Federal-Provincial Advirsory Committee) che
tratta per esteso delle caratteristiche fisico-chimiche del
particolato atmosferico, del suo impatto sulla salute e
sull'ambiente, ecc.. (IN LINGUA INGLESE)
Come esempio di analisi sul PM2.5 nell'area
milanese si veda il seguente abstract (IN LINGUA INGLESE)
Concentrazioni di PM10 e PM 2,5 misurate
mediante il microscopio elettronico a scansione. Metodo:
|
Prelievo
del particolato atmosferico mediante campionatore portatile.
Tempo di prelievo: da 30 minuti a 60 minuti.
|
|
| |
 |
|
|
Fotografia della superficie del filtro al microscopio
elettronico, con immagini a 500 ingrandimenti per la
frazione grossolana del PM10 e ad 8000 ingrandimenti per il
PM 2,5. |
| |
|
|
|
Conteggio
delle particelle presenti nelle varie fotografie.
|
|
| |
|
|
|
Calcolo
del numero di particelle al m3 per le due
famiglie PM10 e PM 2,5 (tenendo conto del flusso in l/min
impostato per il campionatore).
|
|
Vantaggi del metodo:
1)
Discriminazione tra fase grossolana del PM10 e PM 2,5 con un
unico prelievo.
2)
Possibilità di valutare l'andamento dinamico di PM10 e PM 2,5 su
intervalli di tempo di 30 minuti.
3)
Il campionatore è portatile: il prelievo può essere fatto
dovunque, anche in ambiente chiuso per valutare l'inquinamento
dell'aria in luoghi pubblici o privati.
4)
Possibilità di studiare la morfologia del particolato, sia del
PM10 in generale, che del PM 2,5.
5)
Possibilità di studiare la composizione chimica della frazione
grossolana del PM10 (particelle con dimensioni maggiori di 1
µm).
Esempi applicativi:
La foto sottostante rappresenta la superficie
del filtro dove è depositato il particolato atmosferico. La foto
è ottenuta al microscopio elettronico a scansione SEM della
ESEMIR S.a.s.
Si osservano i pori del filtro (buchi
circolari) e il particolato di forma granulare disperso sulla
superficie.
Il trattino orizzontale, in basso a destra
nell'immagine, rappresenta una lunghezza di 2 µm (2 millesimi di
mm). Il particolato presente sul filtro è tutto classificabile
come PM2,5.
Nella foto originale sono distinguibili
particelle con dimensioni fino a 30 nm (nanometri: miliardesimi
di metro o milionesimi di millimetro).
Per qualche esempio delle
informazioni ottenibili da questa tecnica di analisi, cliccare
sulla foto sottostante.
|
|