CARATTERIZZAZIONE ED EVOLUZIONE TEMPORALE DELLA COMPONENTE INORGANICA DEL PM10 RACCOLTO A NY-ÅLESUND (ARTIDE).

The industrial development of the last centuries has brought to the increase in atmospheric emissions, resulting in a change in the nature of the species present and therefore particulate dispersed in it. The study of the composition of particulate matter and its behavior is the subject of several investigations by the scientific community, because its significant effect on the human health and on climatic changes has been demonstrated. This aerosol is indeed able to interact with the solar radiation, influencing both the radiative balance of the atmosphere and the chemical and physical characteristics of the clouds. Furthermore, the polar areas play a key role in the regulation of biogeochemical cycles and, therefore, in the global climate system, through complex feedback mechanisms. Understanding of these mechanisms that regulate the interaction between the atmosphere, oceans and ice in these areas is essential to predict the effects of the changes observed on the climate. This work is part of an extensive research project that deals with the study of atmospheric particulate matter in the Arctic called "ARCTICA - ARCTic research on the Inter-connections between Climate and Atmosphere" involving the University of Turin, the University "La Sapienza" of Rome, the National Research Council (CNR) and the University of Florence. In particular, this study has the purpose of determining the concentration of the inorganic components of PM10 collected in Gruvebadet station in Ny-Ålesund (Svalbard, Arctic), in the period between mid-April and mid-September 2012. Specifically, the focus is been placed on the following elements: Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Ti, V, Zn and Rare Earths. These analytes were determined using High Resolution ICP-MS and ICP-AES. The analytical method was tested analyzing two certified reference material, in particular BCR 176 (City Waste Inceneration Ash) and NIST 1648A (Urban Particulate Matter). In addition, through the chemometric treatment of the results obtained, we have checked the existence of a seasonal pattern of the concentrations of these elements formulating hypotheses about the possible sources of atmospheric particulate matter in the Arctic region.

Lo sviluppo industriale degli ultimi secoli ha provocato un incremento delle emissioni in atmosfera, con conseguente variazione della natura delle specie presenti e quindi del particolato in essa disperso. Lo studio della composizione del particolato e del suo comportamento è oggetto di numerose indagini da parte di tutta la comunità scientifica, poiché, oltre al notevole effetto sulla salute degli esseri viventi, è stata dimostrata la sua importante influenza sulle variazioni delle condizioni climatiche in atto. Questo aerosol, infatti, è in grado di interagire con la radiazione solare, influenzando sia il bilancio radiativo dell'atmosfera sia le caratteristiche chimico-fisiche delle nubi. Inoltre, le aree polari svolgono un ruolo chiave nella regolazione dei cicli biogeochimici e, quindi, del sistema climatico globale, attraverso complessi meccanismi di feedback. Capire questi meccanismi che regolano l'interazione tra atmosfera, oceani e ghiaccio in queste aree è, quindi, essenziale per prevedere gli effetti dei cambiamenti osservati sul clima. Questo lavoro di tesi si inserisce all'interno di un ampio progetto di ricerca che riguarda lo studio del particolato atmosferico in Artide denominato ¿ARCTICA - ARCTic research on the Inter-connections between Climate and Atmosphere¿, che coinvolge l'Università degli Studi di Torino, l'Università ¿La Sapienza¿ di Roma, il Centro Nazionale di Ricerca (CNR) e l'Università di Firenze. In particolare, la tesi si pone lo scopo di determinare la concentrazione della componente inorganica del PM10 campionato alla stazione di Gruvebadet a Ny-Ålesund (Isole Svalbard, Artide), in un periodo compreso tra la metà di Aprile e la metà di Settembre dell'anno 2012. In particolare, l'attenzione è stata posta sui seguenti elementi: Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Ti, V, Zn e Terre Rare. Tali analiti sono stati determinati tramite le tecniche ICP-MS ad alta risoluzione e ICP-AES. Il metodo di analisi è stato testato analizzando due campioni di riferimento certificati, in particolare il BCR 176 (City Waste Inceneration Ash) ed il NIST 1648A (Urban Particulate Matter). Inoltre, attraverso il trattamento chemiometrico dei risultati ottenuti, è stata verificata l'esistenza di un andamento stagionale delle concentrazioni dei suddetti elementi e sono state formulate ipotesi circa le possibili sorgenti del particolato atmosferico nella regione artica in esame.