Contributi poster - PM2012

Composizione chimica, forma e dimensioni del PM all’interno della Metropolitana
di Roma
Francesca Marcovecchio 1* , Cinzia Perrino 1 , Adriana Pietrodangelo 1 , Silvia Canepari 2
1 C.N.R. Istituto Inquinamento Atmosferico, Montelibretti (RM), 00015
2 Dipartimento di Chimica Sapienza Università di Roma, Roma, 00185
* Corresponding author. Tel: +390690672726, E-mail: marcovecchio@iia.cnr.it
Keywords: PM indoor, metropolitana, caratterizzazione chimica e morfologica
In questo studio sono state valutate la concentrazione, la morfologia e la composizione chimica del
materiale particolato (PM) nell’area delle banchine e a bordo dei treni della Metropolitana di Roma.
Il monitoraggio del PM è stato effettuato sia mediante contatori laser, sia mediante campionamenti
su membrane filtranti, che sono state successivamente sottoposte a caratterizzazione chimica (degli
elementi, tramite XRF, ICP-OES ed ICP-MS, delle specie ioniche, tramite IC, dei composti del
carbonio, tramite EC/OC) e morfologica (tramite microscopia ottica e microscopia a scansione
elettronica).
All’analisi gravimetrica le concentrazioni sono risultate molto elevate, soprattutto per quanto
riguarda i campioni raccolti sulla banchina (400 g/m 3 ) e nei vagoni senza aria condizionata (278
g/m 3 ), con possibili ripercussioni sulla salute del personale e dei passeggeri.
All'analisi chimica, solo una piccola percentuale di ogni campione è risultata estraibile in soluzione
acquosa; la porzione restante è risultata costituita da specie chimiche non solubili, presumibilmente
provenienti dall'abrasione di materiale rotabile. L'analisi elementare mostra che le polveri
campionate sulla banchina e all’interno dei vagoni hanno una composizione simile, caratterizzata da
percentuali elevate di Fe (rispettivamente 31,1% e 32,9%), Si (11,8% e 10,3%) e Ca (4,7% e
3,5%); ciò suggerisce che la principale sorgente di PM nei vagoni è lo scambio d'aria che si ha
quando il treno è in fase di apertura porte all'interno delle stazioni.
L'utilizzo del contatore laser ha indicato, in accordo con un meccanismo di formazione di tipo
abrasivo, una netta prevalenza delle frazioni grossolane del PM. Inoltre, il valore di concentrazione
di PM10 stimato da questo strumento è nettamente inferiore (circa 30 - 40%) a quello ottenuto
dall’analisi gravimetrica. Questa discordanza evidenzia una delle principali criticità nella stima
della concentrazione di massa a partire dalla concentrazione in numero, stima che viene eseguita in
base ad un valore di densità media impostato all'atto della taratura.
Considerando la composizione chimica della polvere, è stata quindi calcolata la densità media reale
del campione, ottenendo un valore di concentrazione del tutto paragonabile a quello ottenuto per via
gravimetrica (424 g/m 3 sulla banchina e 271 g/m 3 nei
vagoni). L'analisi in microscopia ottica ha consentito
l'osservazione della forma reale delle particelle, fornendo
informazioni utili per il calcolo.
I dati di densità, forma e dimensione delle particelle
hanno trovato conferma nell'analisi SEM-EDX, che ha
evidenziato una particolare morfologia "a scaglie” (Fig.
1) e la presenza di uno strato di ferro ossidato sulla
superficie del campione e di un core costituito
prevalentemente da ferro, avallando così
Fig.1: Micrografia di una particella ferrosa. l'ipotesi della natura acciaiosa delle particelle.
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