L’Analisi per Attivazione Neutronica presso l’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica(I.N.Ri.M.): Metrologia e Ricerca Applicata

Luigi Bergamaschi, Laura Giordani

Unità di Radiochimica e Spettroscopiac/o Dipartimento di Chimica Generale

Università degli Studi di Pavia

L’Analisi per Attivazione Neutronica presso L’Analisi per Attivazione Neutronica presso l’Istituto Nazionale di Ricerca Metrological’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica(I.N.Ri.M.): Metrologia e Ricerca Applicata(I.N.Ri.M.): Metrologia e Ricerca Applicata

Luigi Bergamaschi, Laura GiordaniLuigi Bergamaschi, Laura Giordani

Unità di Radiochimica e SpettroscopiaUnità di Radiochimica e Spettroscopiac/o Dipartimento di Chimica Generale c/o Dipartimento di Chimica Generale

Università degli Studi di PaviaUniversità degli Studi di Pavia

SOCIETA’ CHIMICA ITALIANA

WORKSHOP RADIOCHIMICA E CHIMICA DELLE RADIAZIONI APPLICATE

ALL’AMBIENTE, ALLA SALUTE E ALL’INDUSTRIA

Pavia, Collegio Ghislieri 28-29 Novembre 2008

SOCIETA’ CHIMICA ITALIANA

WORKSHOP RADIOCHIMICA E CHIMICA DELLE RADIAZIONI APPLICATE

ALL’AMBIENTE, ALLA SALUTE E ALL’INDUSTRIA

Pavia, Collegio Ghislieri 28-29 Novembre 2008

Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica

I.N.Ri.M.

Istituto Nazionale di Ricerca Istituto Nazionale di Ricerca MetrologicaMetrologica

I.N.Ri.M. I.N.Ri.M.

Costituisce il presidio di gran parte della metrologia scientifica in Italia, svolge e promuove attività di ricerca nei diversi ambiti metrologici, provvede allo sviluppo e al mantenimento dei campioni primari SI

Compie ricerche, ampiamente riconosciute a livello internazionale, nel campo della scienza delle misure, dei materiali e sulle tecnologie innovative

www.inrim.it

Costituisce il presidio di gran parte della metrologia scientifica in Italia, svolge e promuove attività di ricerca nei diversi ambiti metrologici, provvede allo sviluppo e al mantenimento dei campioni primari SI

Compie ricerche, ampiamente riconosciute a livello internazionale, nel campo della scienza delle misure, dei materiali e sulle tecnologie innovative

www.inrim.it

La fusione degli Istituti Metrologici Primari italiani IMGC e IEN, avvenuta nel gennaio 2006, ha portato alla costituzione del nuovo Istituto Nazionale afferente al Ministero dell’Università e della Ricerca

La fusione degli Istituti Metrologici Primari italiani IMGC La fusione degli Istituti Metrologici Primari italiani IMGC e IEN, avvenuta nel gennaio 2006, ha portato alla e IEN, avvenuta nel gennaio 2006, ha portato alla costituzione del nuovo Istituto Nazionale afferente al costituzione del nuovo Istituto Nazionale afferente al Ministero dell’Università e della RicercaMinistero dell’Università e della Ricerca

ISTITUTO DI METROLOGIA

“GUSTAVO COLONNETTI” IMGC

ISTITUTO DI METROLOGIA ISTITUTO DI METROLOGIA

““GUSTAVO COLONNETTIGUSTAVO COLONNETTI” ” IMGCIMGC

ISTITUTO ELETTROTECNICO

NAZIONALE

“GALILEO FERRARIS” IEN

ISTITUTO ISTITUTO ELETTROTECNICO ELETTROTECNICO

NAZIONALE NAZIONALE

““GALILEO FERRARISGALILEO FERRARIS” ” IENIEN

I.N.Ri.M.II..NN..RiRi..MM..

Sede operativaI.N.Ri.M. a Pavia:

Unità staccata di Radiochimica e Spettroscopia

presso Dipartimento di Chimica Generale dell’Università degli Studi di Pavia

Sede operativaSede operativaI.N.Ri.M. a Pavia:I.N.Ri.M. a Pavia:

Unità staccata di Radiochimica e Unità staccata di Radiochimica e SpettroscopiaSpettroscopia

presso Dipartimento di Chimica Generale presso Dipartimento di Chimica Generale dell’Università degli Studi di Paviadell’Università degli Studi di Pavia

Ambiti di Ricerca dell’Unità di Radiochimica e Spettroscopia:

Ricerca MetrologicaAspetti metrologici dell’analisi di elementi in tracce in diverse tipologie di matrici mediante: Analisi per Attivazione Neutronica (INAA)Assorbimento Atomico Elettro Termico (ET-AAS)

Ricerca ApplicataAnalisi di elementi in tracce per il campo biomedico, tossicologico, ambientale, nutrizionale, tecnologico e per le energie alternative

Ambiti di Ricerca Ambiti di Ricerca dell’Unità di Radiochimica e dell’Unità di Radiochimica e Spettroscopia:Spettroscopia:

Ricerca MetrologicaRicerca MetrologicaAspetti metrologici dell’analisi di elementi in tracce in Aspetti metrologici dell’analisi di elementi in tracce in diverse tipologie di matrici mediante: diverse tipologie di matrici mediante: Analisi per Attivazione NeutronicaAnalisi per Attivazione Neutronica (INAA)(INAA)Assorbimento Atomico Elettro Termico (ETAssorbimento Atomico Elettro Termico (ET--AAS)AAS)

Ricerca ApplicataRicerca ApplicataAnalisi di elementi in tracce per il campo biomedico, Analisi di elementi in tracce per il campo biomedico, tossicologico, ambientale, nutrizionale, tecnologico e tossicologico, ambientale, nutrizionale, tecnologico e per le energie alternativeper le energie alternative

Ricerca MetrologicaPartecipazione a CONFRONTI INTERNAZIONALI organizzati da BIPM,

EURAMENT ed altri soggetti metrologici internazionaliCertificazione di Materiali di Riferimento

Ricerca MetrologicaRicerca MetrologicaPartecipazione a CONFRONTI INTERNAZIONALI organizzati da BIPM, Partecipazione a CONFRONTI INTERNAZIONALI organizzati da BIPM,

EURAMENT ed altri soggetti metrologici internazionaliEURAMENT ed altri soggetti metrologici internazionaliCertificazione di Materiali di RiferimentoCertificazione di Materiali di Riferimento

SOGGETTI METROLOGICI INTERNAZIONALISOGGETTI METROLOGICI INTERNAZIONALISOGGETTI METROLOGICI INTERNAZIONALI

NISTNational Institute for

Standards and Technology

NISTNISTNational Institute for National Institute for

Standards and TechnologyStandards and Technology

LGCLaboratory of

Government Chemist

LGCLGCLaboratory of Laboratory of

Government ChemistGovernment Chemist

INRIMNational Institute of

Metrological Research – Unit of Radiochemistry and

Spectroscopy

INRIMINRIMNational Institute of National Institute of

Metrological Research Metrological Research –– Unit Unit of Radiochemistry and of Radiochemistry and

SpectroscopySpectroscopy

…Other Institutes……Other Other

InstitutesInstitutes

SITServizio di Taratura

in Italia

SITSITServizio di Taratura Servizio di Taratura

in Italiain Italia

Bureau International des Poids et Mesures

Bureau International des Bureau International des Poids et MesuresPoids et Mesures

BIPMBIPMBIPM

European Association of National Metrology Institutes

European Association of National European Association of National Metrology InstitutesMetrology Institutes

EURAMETEURAMETEURAMET

Utilizzo dell’INAA l’INAA è una tecnica multielementare che riveste un ruolo fondamentale nella certificazione dei Materiali di Riferimento e nella valutazione della loro omogeneità

VANTAGGI:Tecnica non-distruttiva (non richiede dissoluzione dei campioni)Elevate accuratezza e precisioneElevate sensibilitàPossibilità di analizzare micro-campioni (frazioni di milligrammi)

Tutti gli irraggiamenti sono effettuati nel reattore “TRIGA MARK II” presso il LENA (LABORATORIO DI ENERGIA NUCLEARE APPLICATA – UNIVERSITA’ DI PAVIA)

Utilizzo dell’INAA Utilizzo dell’INAA l’INAA è una tecnica multielementare che riveste un ruolo fondaml’INAA è una tecnica multielementare che riveste un ruolo fondamentale nella entale nella certificazione dei Materiali di Riferimento e nella valutazione certificazione dei Materiali di Riferimento e nella valutazione della loro della loro omogeneitàomogeneità

VANTAGGI:VANTAGGI:Tecnica Tecnica nonnon--distruttivadistruttiva (non richiede dissoluzione dei campioni)(non richiede dissoluzione dei campioni)Elevate Elevate accuratezza e precisioneaccuratezza e precisioneElevate Elevate sensibilitàsensibilitàPossibilità di analizzare Possibilità di analizzare micromicro--campionicampioni (frazioni di milligrammi)(frazioni di milligrammi)

Tutti gli irraggiamenti sono effettuati nel reattore “TRIGA MARKTutti gli irraggiamenti sono effettuati nel reattore “TRIGA MARK II” presso il LENA II” presso il LENA (LABORATORIO DI ENERGIA NUCLEARE APPLICATA (LABORATORIO DI ENERGIA NUCLEARE APPLICATA –– UNIVERSITA’ DI PAVIA)UNIVERSITA’ DI PAVIA)

Reattore nucleare TRIGA MARK II (L.E.N.A.)

Reattore nucleare Reattore nucleare TRIGA MARK II (L.E.N.A.)TRIGA MARK II (L.E.N.A.)

SHORT IRRADIATIONS

Thermal neutron flux:5·1012 n cm-2 s-1

Irradiation time: 30 – 300 s

SHORT IRRADIATIONSSHORT IRRADIATIONS

Thermal neutron flux:Thermal neutron flux:5·1012 n cm-2 s-1

Irradiation time: Irradiation time: 30 – 300 s

SHORT LIVED52V, 66Cu, 51Ti,82Br,

38Cl,116mIn,56Mn

SHORT LIVEDSHORT LIVED5252V, V, 6666Cu, Cu, 5151Ti,Ti,8282Br, Br,

3838Cl,Cl,116m116mIn,In,5656MnMn

LONG IRRADIATIONS

Thermal neutron flux: 1.2·1012 n cm-2s-1

and 9·1012 n cm-2s-1

Irradiation time: 6 – 40 h

LONG IRRADIATIONSLONG IRRADIATIONS

Thermal neutron flux: Thermal neutron flux: 1.2·1012 n cm-2s-1

and 9·1012 n cm-2s-1

Irradiation time:Irradiation time: 6 – 40 h

MEDIUM AND LONG LIVED110Ag, 76As, 198Au, 82Br, 115Cd, 141Ce, 60Co, 51Cr, 134Cs, 152Eu, 59Fe, 181Hf,

203Hg, 140La, 187W Ni(60Co), 124Sb, 75Se, 46Sc, 153Sm, Th(233Pa), 65Zn

MEDIUM AND LONG LIVEDMEDIUM AND LONG LIVED110110Ag, Ag, 7676As, As, 198198Au, Au, 8282Br, Br, 115115Cd, Cd, 141141Ce, Ce, 6060Co, Co, 5151Cr, Cr, 134134Cs, Cs, 152152Eu, Eu, 5959Fe, Fe, 181181Hf, Hf,

203203Hg, Hg, 140140La, La, 187187W Ni(W Ni(6060Co), Co), 124124Sb, Sb, 7575Se, Se, 4646Sc, Sc, 153153Sm, Th(Sm, Th(233233Pa), Pa), 6565Zn Zn

Stima dell’incertezza di misuraLe operazioni da eseguire per ottenere una stima dell’incertezza associata al risultato di misurazione sono:specificazione del misurandoidentificazione delle fonti d’incertezzaquantificazione delle componenti dell’incertezzacalcolo dell’incertezza composta

Stima dell’incertezza di misuraStima dell’incertezza di misuraLe operazioni da eseguire per ottenere una stima dell’incertezzaLe operazioni da eseguire per ottenere una stima dell’incertezza associata associata al risultato di misurazione sono:al risultato di misurazione sono:specificazione del misurandospecificazione del misurandoidentificazione delle fonti d’incertezzaidentificazione delle fonti d’incertezzaquantificazione delle componenti dell’incertezzaquantificazione delle componenti dell’incertezzacalcolo dell’incertezza compostacalcolo dell’incertezza composta

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Neutron flux and irradiation

Counting statistic of std

Counting statistic of samples

Counting geometry

Peak integration

Pulse pile up

Mass of As in standard

Transfer of standard solution

Weighing

Blanks

expanded uncertainty

Sour

ces

of U

ncer

tain

ties

Standard Uncertainties %

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

Neutron flux and irradiation

Counting statistic of std

Counting statistic of samples

Counting geometry

Peak integration

Pulse pile up

Mass of As in standard

Transfer of standard solution

Weighing

Blanks

expanded uncertainty

Sour

ces

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ncer

tain

ties

Standard Uncertainties %

Principali fonti d’incertezza dell’INAAPrincipali fonti d’incertezza dell’INAAPrincipali fonti d’incertezza dell’INAA

Confronti InternazionaliRecenti partecipazioni a Confronti Internazionali organizzati dal CCQM del CIPM (Comité International des Poids et Mesures-Comité Consultatif pour la Quantitéde Matière) come membri del IAWG (Inorganic Analysis Working Group)

Confronti InternazionaliConfronti InternazionaliRecenti partecipazioni a Confronti Internazionali organizzati daRecenti partecipazioni a Confronti Internazionali organizzati dal CCQM del l CCQM del CIPM CIPM ((ComitComitéé International des International des PoidsPoids et et MesuresMesures--ComitComitéé ConsultatifConsultatif pour la Quantitpour la Quantitééde de MatiMatièèrere)) come membri del IAWG (Inorganic Analysis Working Group)come membri del IAWG (Inorganic Analysis Working Group)

CCQM Description Coordinating Laboratory Start date Status Comments

CCQM-P86.1 Total Se and Se speciation analysis of Se-rich wheat LGC/NRC 2008 Study in progress Run in parallel to

CCQM-K60

CCQM-P106 Cd, Cr, Hg and Pb in polypropylene

NIM/NMIJ/ KRISS 2007-2008 Study in progress

CCQM-K56 Trace elements in Soybean powder NIM 2007 Report in progress Run in parallel to

CCQM-P64.1

CCQM-P64.1 Trace elements in Soybean powder NIM 2006 Report in progress Run in parallel to

CCQM-K56

CCQM-P86 Analysis of total Se and Se methionine in yeast LGC/NRC 2006 Completed see also CCQM-K60

CCQM-K49 Toxic and essential elements in bovine liver NIST 2006 Completed Run in parallel to

CCQM-P85

CCQM-P72 Toxic Metals in Food (Sn Pb Cd Tomato Paste) LGC 2005 Completed Run in parallel to

CCQM-K45

CCQM-K44 Trace metals in sewage sludge IRMM 2004 Report in Progress

Draft BRun in parallel to CCQM-P70, EUROMET

CCQM-P70 Trace metals in sewage sludge

IRMM 2004 Report in progress Run in parallel to CCQM-K44, EUROMET

CCQM-P39.1 Methyl-mercury in salmon fish

IRMM 2004 Completed Run in parallel to CCQM-K43

CCQM-P66 Determination of Metals in Fertilizer

NIST 2004 Completed

Risultati ottenuti in alcuni Confronti Internazionali

Risultati ottenuti in alcuni Risultati ottenuti in alcuni Confronti InternazionaliConfronti Internazionali

20042004

20062006

20082008

Progetto iMERAImplementing the Metrology European Research Area

L’I.N.Ri.M. è membro del Comitato tecnico di EURAMET (associazione europea degli Istituti di Metrologia Nazionali. Dall’aprile 2007 responsabile per l’elaborazione ed attuazione di un Programma Europeo di Ricerca Metrologica:

European Metrology Research Programme (EMRP)

Prima fase dell’EMRP PROGETTO iMERA-Plus

L’Unità di Radiochimica e Spettroscopia partecipa a iMERA-Plus JOINT RESEARCH PROJECT:“Traceable measurements for biospecies and ion activity in clinical chemistry”:

Progetto mirato allo sviluppo di metodologie per l’identificazione e la misurazione di tracce di sostanze tossiche ed essenziali in campioni bioclinici come liquidi biologici e tessuti. Ciò consentirà le caratterizzazione di CRMs bioclinici.

Attualmente si sta procedendo con lo sviluppo della metodologia per la determinazione del Selenio in campioni di siero umano

Progetto iMERAProgetto iMERAImplementing the Metrology European Research AreaImplementing the Metrology European Research Area

LL’’I.N.Ri.MI.N.Ri.M. . èè membro del Comitato tecnico di membro del Comitato tecnico di EURAMETEURAMET (associazione europea degli (associazione europea degli Istituti di Metrologia Nazionali. DallIstituti di Metrologia Nazionali. Dall’’aprile 2007 responsabile per laprile 2007 responsabile per l’’elaborazione ed elaborazione ed attuazione di un Programma Europeo di Ricerca Metrologica:attuazione di un Programma Europeo di Ricerca Metrologica:

European Metrology Research ProgrammeEuropean Metrology Research Programme (EMRP) (EMRP)

Prima fase dellPrima fase dell’’EMRPEMRP PROGETTO PROGETTO iMERAiMERA--PlusPlus

LL’’UnitUnitàà di Radiochimica e Spettroscopia partecipadi Radiochimica e Spettroscopia partecipa a a iMERAiMERA--Plus JOINT Plus JOINT RESEARCH RESEARCH PROJECTPROJECT::“Traceable“Traceable measurements for measurements for biospeciesbiospecies and ion and ion activity in clinical chemistry”:activity in clinical chemistry”:

Progetto mirato allo sviluppo di metodologie per l’identificazioProgetto mirato allo sviluppo di metodologie per l’identificazione e la ne e la misurazione di misurazione di tracce di sostanze tossiche ed essenziali in campioni tracce di sostanze tossiche ed essenziali in campioni bioclinicibioclinici come liquidi biologici e tessuti. Ciò consentircome liquidi biologici e tessuti. Ciò consentiràà le caratterizzazione le caratterizzazione di CRMs di CRMs bioclinicibioclinici..

Attualmente si sta procedendo con lo sviluppo della metodologia Attualmente si sta procedendo con lo sviluppo della metodologia per la per la determinazione del determinazione del Selenio in campioni di siero umanoSelenio in campioni di siero umano

Ricerca ApplicataRicerca ApplicataRicerca ApplicataApplicazione dell’INAA per la determinazione di metalli in tracce in tessuti cerebrali umani quali Substantia Nigra, Cortex, Putamen e relative neuromelanine, nello studio di patologie neurodegenerative come il Morbo di Parkinson.Nell’ambito della collaborazione con l’istituto di Tecnologie Biomediche (ITB) del CNR di Segrate (Mi)

Applicazione dell’INAA per la Applicazione dell’INAA per la determinazione di metalli in tracce in determinazione di metalli in tracce in tessuti cerebrali umanitessuti cerebrali umani quali quali SubstantiaSubstantia NigraNigra, , CortexCortex, , PutamenPutamen e e relative neuromelanine, nello studio di patologie relative neuromelanine, nello studio di patologie neurodegenerative come il Morbo di Parkinson.neurodegenerative come il Morbo di Parkinson.Nell’ambito della collaborazione con l’istituto di Tecnologie Nell’ambito della collaborazione con l’istituto di Tecnologie Biomediche (ITB) del CNR di Biomediche (ITB) del CNR di SegrateSegrate (Mi)(Mi)

SUBSTANTIA NIGRA

SUBSTANTIA SUBSTANTIA NIGRANIGRA

Soggetto sano

Soggetto Soggetto sanosano

Ammalato di Parkinson

Ammalato di Ammalato di ParkinsonParkinson

I LIVELLI PIÙELEVATI DI NMI LIVELLI PII LIVELLI PIÙÙ

ELEVATI DI NMELEVATI DI NM

Morbo di Parkinson

Attribuibile alla degradazione dei neuroni dopaminergici contenenti Neuromelanina (NM) che lega e trattiene sostanze estranee come i metallicon un’ azione protettiva

Morbo di ParkinsonMorbo di Parkinson

Attribuibile alla Attribuibile alla degradazione dei neuroni degradazione dei neuroni dopaminergici contenenti dopaminergici contenenti Neuromelanina (NM) Neuromelanina (NM) che che lega e trattiene lega e trattiene sostanze estranee come i sostanze estranee come i metallimetallicon uncon un’’ azione protettivaazione protettiva

La NM riduce gli effeti citotossici di metalli come il Ferro che attraverso azione redox

produce radicali liberi

La NM riduce gli La NM riduce gli effetieffeti citotossicicitotossici di metalli di metalli come il Ferro che attraverso azione come il Ferro che attraverso azione redoxredox

produce radicali liberiproduce radicali liberi

Ricerca ApplicataRicerca ApplicataRicerca ApplicataElementi in tracce e inquinamento ambientale Elementi in tracce e inquinamento ambientale Elementi in tracce e inquinamento ambientale

CONCENTRAZIONI DI OLTRE 30 ELEMENTI IN TRACCE NEL PARTICOLATO ATMOSFERICO; STUDI SUI FENOMENI DI TRASPORTO; SULLA BIODISPONIBILITA’ CONCENTRAZIONI DI OLTRE 30 ELEMENTI IN TRACCE NEL PARTICOLATO CONCENTRAZIONI DI OLTRE 30 ELEMENTI IN TRACCE NEL PARTICOLATO ATMOSFERICO; STUDI SUI FENOMENI DI TRASPORTO; SULLA ATMOSFERICO; STUDI SUI FENOMENI DI TRASPORTO; SULLA BIODISPONIBILITA’BIODISPONIBILITA’

Inquinamento atmosferico e salute:

Monitoraggio e controllo delle concentrazioni di inquinanti per:

definire valori soglia di rischio

Identificare le fonti d’inquinamento

verificare fenomeni di trasporto a distanza

verificare l’impatto sull’ambiente

Inquinamento atmosferico e saluteInquinamento atmosferico e salute::

Monitoraggio e controllo delle concentrazioni Monitoraggio e controllo delle concentrazioni di inquinanti per: di inquinanti per:

definire valori soglia di rischiodefinire valori soglia di rischio

Identificare le fonti dIdentificare le fonti d’’inquinamentoinquinamento

verificare fenomeni di trasporto a distanzaverificare fenomeni di trasporto a distanza

verificare lverificare l’’impatto sullimpatto sull’’ambienteambienteValutazione dei rischi per la

popolazione anche a seguito di esposizione prolungata a

basse concentrazioni

Valutazione dei rischi per la Valutazione dei rischi per la popolazione anche a seguito di popolazione anche a seguito di

esposizione prolungata a esposizione prolungata a basse concentrazionibasse concentrazioni

Gli elementi in tracce sono presenti nei vari comparti ecologici dell'ambiente, sia come componenti naturali sia come prodotti delle attività antropiche. Molti sono essenziali per la vita ma, se presenti ad elevate concentrazioni, possono mostrare effetti tossici.

Gli elementi in tracce sono presenti nei vari comparti ecologiciGli elementi in tracce sono presenti nei vari comparti ecologici dell'ambiente, sia dell'ambiente, sia come componenti naturali sia come prodotti delle attivitcome componenti naturali sia come prodotti delle attivitàà antropiche. Molti sono antropiche. Molti sono essenziali per la vita ma, se presenti ad elevate concentrazioniessenziali per la vita ma, se presenti ad elevate concentrazioni, possono mostrare , possono mostrare effetti tossici. effetti tossici.

Campionamento del Particolato con impattatore multistadio: Analisi della frazione Tracheo-Faringea; Bronchiale; AlveolareCampionamento del Particolato con Campionamento del Particolato con impattatoreimpattatore multistadiomultistadio: : Analisi della frazione Analisi della frazione TracheoTracheo--FaringeaFaringea; Bronchiale; Alveolare; Bronchiale; Alveolare

Stadio 6 (0,70 – 1,08 m)

Stadio 7 (0,41 – 0,70 m)Stadio 8 (0 – 0,41 m)

Stadio 5 (1,08 – 2,15 m)

Stadio 4 (2,15 – 3,3 m)

Pre-impattatore (oltre 9.0 m)

Stadio 1 (6,0 – 9,0 m)

Stadio 2 (4,6 – 6,0 m)

Stadio 3 (3,3 – 4,6 m)

Concentrazioni di 32 elementi in tracce nelle diverse frazioni granulometriche provenienti da aree diverse

Concentrazioni di 32 elementi in tracce nelle diverse frazioni granulometriche provenienti da aree diverse

Urban area

(Milan downtown) Industrialized-suburban

(Cologno M). Rural residential

(Ispra) Element % in

PM10 % in Alv.

% in Bronc.

% in Trach.

% in PM10

% in Alv.

% in Bronc.

% in Trach.

% in PM10

% in Alv.

% in Bronc.

% in Trach.

Ag 70-72 25 29 46 68-70 36 40 24 78-82 70 25 5 As 85-88 52 37 21 84-87 62 31 7 89-92 80 15 5 Au 78-82 40 33 27 75-80 40 30 30 75-80 61 32 7 Ba 85-89 5 48 47 70-75 23 63 8 80-85 67 26 7 Br 80-87 63 26 11 86-90 79 17 14 85-88 66 32 2 Cd 88-90 60 30 10 90-92 77 16 7 85-87 68 26 9 Ce 58-61 9 43 48 48-50 19 34 17 60-62 69 22 9 Cl 93-98 74 13 13 89-93 87 9 4 85-88 72 26 2 Co 77-80 30 45 25 75-77 70 20 10 62-65 67 19 14 Cr 88-93 14 54 32 90-93 35 49 16 86-88 50 37 13 Cs 55-58 48 22 30 60-65 48 15 37 70-75 36 54 10 Cu 85-90 15 60 25 72-75 19 61 20 75-80 57 30 13 Fe 72-74 4 60 36 50-52 12 72 16 75-77 13 59 28 Hf 71-75 14 70 16 56-60 27 59 14 - - - - Hg 92-95 42 28 30 90-95 50 23 22 90-92 42 17 41 I 93-95 65 19 16 83-88 67 24 9 95-97 77 18 5 K 70-74 52 23 25 70-75 61 23 16 72-74 60 33 7 La 49-51 10 41 49 41-45 21 15 64 72-74 47 25 28 Mg 50-55 5 37 58 50-53 8 49 43 60-63 8 70 22 Mn 74-78 17 50 33 75-78 47 41 12 68-70 48 41 11 Mo 85-90 15 54 31 87-90 38 58 4 75-77 85 12 3 Ni 78-80 50 30 20 71-75 61 27 12 82-85 67 18 14 Pb 70-72 57 30 16 76-79 70 23 7 78-82 69 25 6 Rb 28-30 15 47 38 56-60 36 32 32 50-56 40 31 29 Sb 86-88 14 61 25 85-88 30 61 9 86-88 50 40 10 Sc 48-51 6 39 55 42-44 14 54 32 65-68 10 49 41 Se 69-71 68 25 7 66-68 74 16 10 82-85 72 25 3 Th 54-56 8 57 35 46-48 34 30 36 43-45 30 26 44 Ti 65-70 14 40 46 62-66 14 52 34 80-83 38 27 35 V 80-84 51 28 21 80-85 66 25 9 88-90 68 24 8 W 80-85 39 29 32 80-85 60 30 20 - - - - Zn 86-88 40 46 14 73-75 51 39 10 86-88 38 46 16

Ricerca ApplicataRicerca ApplicataRicerca Applicata

Progetto RateapRemote Areas Trace Elements Atmospheric Pollution

ProgettoProgetto RateapRateapRemote Areas Trace Elements Atmospheric PollutionRemote Areas Trace Elements Atmospheric Pollution

Informazioni sulle concentrazioni e sulla distribuzione granulometrica di elementi in tracce nel particolato atmosferico di un area remota presso il “laboratorio piramide” alle pendici del Monte Everest a quota 5100 m in collaborazione con il comitato Ev-K2-CNR

Informazioni sulle concentrazioni e sulla distribuzione Informazioni sulle concentrazioni e sulla distribuzione granulometricagranulometrica di di elementi in tracce nel particolato atmosfericoelementi in tracce nel particolato atmosferico di di un area remota presso il un area remota presso il “laboratorio piramide” alle pendici del “laboratorio piramide” alle pendici del Monte EverestMonte Everest a quota 5100 ma quota 5100 m in collaborazione con il comitato in collaborazione con il comitato EvEv--K2K2--CNRCNR

Campionamento ed analisi di tre frazioni granulometriche del particolato: TSP, PM10, PM2.5tempo di campionamento 80 –120h per ogni campione

Bianchi di campoLicheni e suolo

Campionamento ed analisiCampionamento ed analisi di tre di tre frazioni granulometriche del frazioni granulometriche del particolato: particolato: TSP, PM10, PM2.5TSP, PM10, PM2.5

tempo di campionamento 80 tempo di campionamento 80 ––120h 120h per ogni campioneper ogni campione

Bianchi di campoBianchi di campo

Licheni e suoloLicheni e suolo

Valutazione dell’inquinamento da elementi in tracce

Valutazione della possibile origine antropica

Identificazione delle possibili fonti

Fenomeni di trasporto a lunga distanza

Variazioni relative ai cambiamenti stagionali e alle condizioni metereologiche

Valutazione dell’inquinamento da elementi in Valutazione dell’inquinamento da elementi in tracce tracce

Valutazione della possibile origine antropicaValutazione della possibile origine antropica

Identificazione delle possibili fontiIdentificazione delle possibili fonti

Fenomeni di trasporto a lunga distanzaFenomeni di trasporto a lunga distanza

Variazioni relative ai cambiamenti stagionali e Variazioni relative ai cambiamenti stagionali e alle condizioni alle condizioni metereologichemetereologiche

0,1

1

10

100

1000

10000

100000

, T h Rb Hf Ce Cs K Sm U Zn Ba Sc T a Al La Fe M n T i M g W Se M o Co Cu Cr V Cd As P b Ni Sb Br ,

Air particulate matterParmelia caperata

Utilizzo di Licheni come BiomonitoriUtilizzo di Licheni come BiomonitoriUtilizzo di Licheni come Biomonitori

Ricerca ApplicataRicerca ApplicataRicerca Applicata

Analisi mediante INAA ed ET-AAS di Licheni Epifiti in aree remote ed aree urbane tramite trapianto

Analisi mediante INAA ed ETAnalisi mediante INAA ed ET--AAS di Licheni AAS di Licheni EpifitiEpifiti in aree remote in aree remote ed aree urbane tramite trapianto ed aree urbane tramite trapianto

•Capacità di trattenere ed accumulare elementi inquinanti

•Longevità e resistenza a stress ambientali

•Lento accrescimento

••Capacità di trattenere ed Capacità di trattenere ed accumulare elementi inquinantiaccumulare elementi inquinanti

••Longevità e resistenza a stress Longevità e resistenza a stress ambientaliambientali

••Lento accrescimentoLento accrescimento

Concentrazione elementi in tracce:

•NEI LICHENI•NEL PARTICOLATO ATMOSFERICO•NEI TERRENI

Concentrazione elementi in tracce:Concentrazione elementi in tracce:

••NEI LICHENINEI LICHENI••NEL PARTICOLATO ATMOSFERICONEL PARTICOLATO ATMOSFERICO••NEI TERRENINEI TERRENI

normalizzazionenormalizzazionenormalizzazione

Ricerca ApplicataRicerca ApplicataRicerca ApplicataElementi in tracce in Terreni e Piante Elementi in tracce in Terreni e Piante Elementi in tracce in Terreni e Piante

MONITORAGGI DI ELEMENTI IN TRACCE NEL SUOLO ED IN SPECIE VEGETALI UTILIZZATE PER LA PRODUZIONE DI BIOCARBURANTI DI SECONDA GENERAZIONE:

MONITORAGGI DI ELEMENTI IN TRACCE NEL SUOLO ED IN SPECIE MONITORAGGI DI ELEMENTI IN TRACCE NEL SUOLO ED IN SPECIE VEGETALI UTILIZZATE PER LA PRODUZIONE DI BIOCARBURANTI DI VEGETALI UTILIZZATE PER LA PRODUZIONE DI BIOCARBURANTI DI SECONDA GENERAZIONE:SECONDA GENERAZIONE:

Verificare l’idoneità di un suolo per la coltivazione di particolari specie vegetali:concentrazione di microelementi essenziali per la crescita e lo sviluppo delle pianteeventuali variazioni di concentrazione durante la coltura dovute a fenomeni di migrazione

Verificare Verificare ll’’idoneitidoneitàà di un suolo per la coltivazione di particolari specie vegetalidi un suolo per la coltivazione di particolari specie vegetali::concentrazione di microelementi essenziali per la crescita e lo concentrazione di microelementi essenziali per la crescita e lo sviluppo delle sviluppo delle piantepianteeventuali variazioni di concentrazione durante la coltura dovuteeventuali variazioni di concentrazione durante la coltura dovute a fenomeni di a fenomeni di migrazione migrazione

Monitoraggio dell’inquinamento atmosferico indotto dall’utilizzo di

BIODIESEL

Un elevato contenuto di elementi in tracce nelle specie vegetali da avviare alla conversione in biodiesel può comportare una maggiore emissione d’inquinanti in aria

Monitoraggio dellMonitoraggio dell’’inquinamento inquinamento atmosferico indotto dallatmosferico indotto dall’’utilizzo di utilizzo di

BIODIESELBIODIESEL

Un elevato contenuto di elementi in tracce Un elevato contenuto di elementi in tracce nelle specie vegetali da avviare alla nelle specie vegetali da avviare alla conversione in biodiesel può comportare conversione in biodiesel può comportare una maggiore emissione duna maggiore emissione d’’inquinanti in inquinanti in ariaaria

Grazie per l’attenzioneGrazie per l’attenzioneGrazie per l’attenzione