Analisi di 14C su OC ed EC in campioni di aerosol e identificazione delle sorgenti in un sito urbano in nord Italia

Il carbonio è uno dei principali costituenti dell‟aerosol atmosferico ed è importante per i suoi effetti su salute, qualità dell'aria, visibilità e bilancio energetico terrestre. In questo contesto, diventa fondamentale sviluppare tecniche analitiche e di modellistica in grado di separare i contributi di origine naturale e antropica. Misure di radiocarbonio (14C) sulle frazioni organica ed elementare del carbonio (OC ed EC) possono aiutare nella distinzione tra il contributo da combustione di legna/biomasse e quello di origine naturale, entrambi “moderni” [1]. I limiti di questo approccio risiedono nella necessità di conoscere il rapporto OC/EC alla sorgente, nelle difficoltà legate all'identificazione del contributo secondario derivante da legna/biomasse e nella separazione di OC ed EC richiesta dalle analisi di 14C per la determinazione della fraction of modern carbon (fm). Bisogna notare che OC ed EC, allo stato dell'arte, hanno una definizione operativa e la loro separazione diventa quindi un punto chiave nelle analisi di 14C. Questo lavoro è volto allo studio dell'effetto di diversi protocolli termici sulle misure di 14C eseguite su OC ed EC in campioni di aerosol atmosferico. Alcuni miglioramenti agli approcci tradizionali per la determinazione di fm(OC) ed fm(EC) sono stati proposti e testati utilizzando un'opportuna linea di preparazione campioni [2]. Per quanto riguarda la determinazione di fm(EC), solitamente eseguita dopo un unico step di precombustione in ossigeno a T<400°C, proponiamo l‟aggiunta di uno step in Elio (750°C) per la rimozione di possibili composti organici refrattari che non possono essere fatti evolvere in ossigeno senza causare un‟importante perdita di EC. Per quanto riguarda la determinazione diretta di fm(OC), essa può essere difficile a causa della pirolisi. Proponiamo quindi di ricavarla mediante due possibili approcci alternativi: il primo si basa su misure di fm(EC) ed fm(TC), mentre l'altro si basa sulla determinazione fm sulle componenti solubile e insolubile dell'OC. I due approcci hanno mostrato un ottimo accordo nelle prove effettuate. I nostri test sono stati eseguiti su campioni raccolti in un‟area fortemente inquinata (Milano) durante il periodo invernale. I valori di fm(OC), fm(EC) e fm(TC) ottenuti nei nostri test sono stati usati per la prima volta in quest'area per ottenere informazioni sulle sorgenti di particelle carboniose. Il contributo primario da combustione da legna all'OC è stato stimato nel 18% circa nel periodo considerato. Si sono inoltre usati approcci di letteratura per stimare il contributo secondario da combustione di legna e quello di altre sorgenti moderne in area urbana. Ciò ha permesso di dare una stima del contributo di origine naturale (15% circa del TC) nei periodi invernali considerati. Bibliografia [1] Szidat, S., et al., Journal Geophys. Res. D07206, 111 (2006). doi:10.1029/2005JD006590. [2] Calzolai, et al., Nucl. Instr. and Meth. 203-208, B269, (2011).