Caratterizzazione della componente inorganica del particolato atmosferico (PM10) in ambienti urbani piemontesi

In questa tesi è stata puntata l'attenzione sulla frazione PM10 del particolato, nella quale è stata determinata la concentrazione dei seguenti elementi: Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Pd, Rh, Sb, Si, Sr, Ti, V, Zn e Zr. Per valutarne la presenza, è stata confermata la validità ed affidabilità di una tecnica analitica sviluppata in un precedente lavoro di tesi, utilizzando campioni di riferimento certificati. È stato utilizzato il campione di riferimento certificato BCR 176 (City Waste Incineration Ash) per individuare le condizioni operative ottimali e verificare la precisione e l'accuratezza della procedura analitica sviluppata. Inoltre, è stato analizzato un altro campione di riferimento certificato di caratteristiche più simili alla matrice dei campioni reali, il NIST SRM 1649a (Urban Dust). Le soluzioni, ottenute dalla mineralizzazione con miscela H2O2/HNO3 in forno a microonde dei filtri raccolti dall'ARPA Piemonte, sono state analizzate mediante la tecnica della spettrometria di massa ad alta risoluzione con sorgente a plasma ad accoppiamento induttivo (HR-ICP-MS). È stata anche utilizzata, per analiti di difficile determinazione con HR-ICP-MS, la spettroscopia di emissione atomica a plasma ad accoppiamento induttivo (ICP-AES). Sono state considerate due stazioni di campionamento di Torino (Consolata e Grassi), una stazione di campionamento ubicata nel comune di Druento (stazione La Mandria) e una stazione di campionamento di Biella (Sturzo) in giorni appartenenti a due mesi del 2007 (luglio e dicembre). Si è voluto valutare se e quanto il periodo di campionamento incidesse sulla composizione chimica del PM10. Per la maggior parte degli elementi antropogenici è apparsa evidente una distinzione tra i campioni della città di Torino, più inquinati, e quelli provenienti da zone rurali o suburbane (rispettivamente, La Mandria e Sturzo). Lo stesso è possibile affermare per il periodo invernale rispetto al periodo estivo. La valutazione degli andamenti stagionali è stata effettuata sottoponendo le concentrazioni degli elementi determinati ad elaborazione chemiometrica, attraverso due tecniche di statistica multivariata: l'Analisi dei Componenti Principali (PCA) e il Clustering Gerarchico Agglomerativo (HCA). Non è stato possibile individuare con esattezza i fattori sottesi ai componenti principali (PC) che sono stati individuati; tuttavia si può affermare che i primi due PC (che rappresentano la maggior parte della varianza totale registrata) sono il primo di tipo industriale, caratterizzato da metalli pesanti quali Zn, Cu, Mo, Pb, V, Ni, Co, Cd, il secondo di tipo più probabilmente naturale, legato a variabili crostali, quali Si, Ca, Mg, Na, Sr. As e Hg, per le loro proprietà differenti e la loro volatilità, non sono correlate con le altre variabili e vengono rappresentate su PC a sé stanti. Questo studio dovrà essere necessariamente completato con i dati relativi alle stesse stazioni ma a mesi appartenenti alle stagioni non considerate dello stesso anno. Per comprendere pienamente i fattori che determinano le concentrazioni degli analiti e, di conseguenza, le sorgenti di particolato atmosferico, sarà necessario integrare questi dati con le variabili meteorologiche relative ai giorni di campionamento (umidità, temperatura, pressione atmosferica, velocità e direzione del vento).