Efficienza delle metodiche di frazionamento chimico elementare e selettività rispetto alle sorgenti emissive del PM

La disponibilità di traccianti chimici, il più possibile selettivi a particolari classi di sorgenti emissive, costituisce uno strumento basilare per gli studi di attribuzione delle sorgenti emissive del PM10 e del PM2.5. In questo contesto, l’impiego delle concentrazioni elementari è molto diffuso, anche se soffre della scarsa selettività di questi traccianti, molti dei quali sono rilasciati in atmosfera da numerose diverse sorgenti naturali ed antropiche. Diversi studi dimostrano che il frazionamento del contenuto elementare in funzione della solubilità consente di migliorare la selettività degli elementi come traccianti di contributi specifici, fornendo nel contempo utili indicazioni sulla mobilità ambientale e sulla biodisponibilità di metalli potenzialmente tossici. Questo lavoro riguarda un confronto critico del comportamento estrattivo di alcune delle soluzioni estraenti maggiormente impiegate in letteratura (acqua, tampone acetato, acido nitrico ed EDTA) basato sulla valutazione delle percentuali estraibili e sulla selettività delle frazioni rispetto a classi di sorgenti con diversa caratterizzazione dimensionale, al fine di una possibile confrontabilità dei risultati e di una loro più corretta interpretazione. Si è cercato, inoltre, di fornire un’interpretazione critica dei dati in funzione della robustezza della procedura estrattiva rispetto a fattori come l’acidità e la concentrazione di specie complessanti, che presentano una grande variabilità ambientale e sono in grado di alterare l’efficienza estrattiva. Lo studio della distribuzione dimensionale delle particelle costituisce uno dei principali strumenti per la caratterizzazione delle sorgenti emissive, a causa delle relazioni esistenti tra i processi di formazione delle particelle e le loro dimensioni. Le variazioni della percentuale estraibile osservate sul PM10 sono state quindi interpretate mediante il confronto dell’efficienza estrattiva delle diverse soluzioni estraenti sulle singole frazioni dimensionali del PM, campionate mediante un impattore a 13 stadi, in modo da ricavare interessanti informazioni sul diverso comportamento delle soluzioni estraenti rispetto alle sorgenti di particelle di tipo fine e coarse. Si è così dimostrato che, per alcuni elementi di particolare interesse ambientale e tossicologico (As, Pb, Cd, Sn, Sb e V), la frazione estratta del PM10 in tampone acetato permette di tracciare in modo selettivo il contributo delle sorgenti che apportano particelle di tipo fine, potenzialmente più rischiose per la salute umana e tipicamente prodotte da processi ad alte temperature e, quindi, prevalentemente di origine antropica. Sono stati, inoltre, individuati dei rapporti tra concentrazioni elementari estremamente sensibili agli eventi di trasporto di polveri naturali ed un gruppo di parametri in grado di tracciare selettivamente il contributo da traffico veicolare derivante dalla risospensione di polveri stradali e dall’abrasione di freni e parti meccaniche. Sulla base dei risultati ottenuti è stato possibile delineare i principali vantaggi e svantaggi derivanti dall’impiego delle diverse soluzioni estraenti, utile per avviare uno studio di armonizzazione delle procedure estrattive.