Contributi poster - PM2012

Caratterizzazione dei metalli in tracce nel materiale carbonioso aerodisperso
mediante Microscopia Elettronica a Scansione e microanalisi EDX
Adriana Pietrodangelo 1* , Cinzia Perrino 1 , Salvatore Pareti 1
1 C.N.R. Istituto Inquinamento Atmosferico, Montelibretti (RM), 00015
* Corresponding author. Tel: +390690672726, E-mail: pietrodangelo@iia.cnr.it
Keywords: materiale carbonioso aerodisperso, particelle metalliche, SEM - EDX
Differenti tipi di materiale carbonioso sono stati identificati nel particolato atmosferico (PM)
raccolto a tre siti (uno di fondo regionale e due residenziali con possibile ricaduta da un’area
industriale) nell’ambito di un programma triennale di campagne di misura nell’Italia Centrale.
Campionamenti dedicati per la microanalisi di particelle individuali con microscopia elettronica a
scansione (SEM) combinata con spettrometria EDX sono stati effettuati in parallelo mediante
impattore a 8 stadi (Moudi 100) con durata di 3 giorni e 24 h, rispettivamente per le frazioni
superiori ed inferiori ad 1μm. Particelle di carbone, singole catene o poli-aggregati di nanoparticelle
di fuliggine (soot), cenosfere, formazioni carbonatiche ricche in Si ed aerosol carbonioso
misto a solfati secondari sono stati caratterizzati per morfologia e composizione elementale. In
particolare l’analisi degli elettroni retrodiffusi ha evidenziato la presenza di particelle submicroniche
ricche in metalli di transizione incluse nei diversi materiali carboniosi identificati,
mentre l’acquisizione di mappe di raggi X su campi ad alto ingrandimento (10000x o superiore) di
aggregati e di singole particelle ha permesso di valutare la distribuzione superficiale delle specie
chimiche che contribuiscono alla composizione elementale rilevata dagli spettri EDX. In linea
generale, per gli aggregati di soot, le particelle di carbone, le cenosfere e le formazioni carbonatiche
si osserva una distribuzione dimensionale decisamente spostata verso le frazioni superiori ad 1μm,
mentre l’aerosol misto a solfati secondari prevale nelle frazioni submicroniche e non è distinguibile
in singoli aggregati o unità particellari. Le particelle a composizione metallica mostrano diametro
fisico medio tra 1 e 0.05 μm, sebbene non si possa escludere la presenza di nanoparticelle di
dimensione inferiore non rilevabili al SEM, e sono state rilevate in tutti i tipi di materiale
carbonioso ad eccezione del soot (nel quale la presenza di particelle metalliche è stata osservata
solo sporadicamente). Le molte particelle ricche in Fe, di forma semi – circolare, presentano
dimensioni di circa 0.8 - 1μm nelle formazioni carbonatiche ed inferiori a 0.8μm negli altri
materiali. Le particelle a composizione variabile in Fe, Mn, Cu, Cr e Zn hanno invece dimensioni
fisiche generalmente inferiori a 0.5μm e sono state trovate soprattutto associate a carbone ed a
formazioni carbonatiche. La presenza di Pb, in alcuni casi con Zn, è stata rilevata in particelle
presenti nell’aerosol misto a solfati nelle frazioni dimensionali inferiori a 0.56 μm. E’ stata inoltre
riscontrata la presenza di Ce, Ni e V in nanoparticelle evidenziate nella struttura di diverse
cenosfere (figura 1).
Fig.1: Micrografia SEM (BSE) di una cenosfera con nanoparticelle e spettro EDX di una di esse.
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