Determinazione qualitativa e quantitativa dell’acqua in campioni di particolato atmosferico

E‟ ben noto che l‟acqua interagisce con varie componenti igroscopiche del particolato atmosferico (PM), alterando una serie di caratteristiche chimico-fisiche delle particelle (massa e dimensione delle particelle, posizione degli equilibri solido-vapore dei sali di ammonio etc.). La determinazione quantitativa dell‟acqua contenuta nel PM è stata affrontata in diversi studi, la maggior parte dei quali ha riguardato la misura differenziale della massa delle particelle prima e dopo l‟esposizione ad atmosfere ad umidità controllata. Questi studi dimostrano che la quantità di acqua adsorbita dipende dalle dimensioni e dalla composizione chimica del PM, ma non sono ad oggi disponibili informazioni sulla tipologia e sulla forza delle interazioni. Questo lavoro ha riguardato l‟ottimizzazione e la validazione di un metodo per la determinazione qualitativa e quantitativa dell‟acqua, idoneo per la successiva applicazione a campagne di monitoraggio intensive. Il metodo si basa sull‟impiego di un sistema Karl-Fisher coulometrico dotato di un forno a temperatura programmabile e permette la separazione di differenti contributi di acqua [1] rilasciati in diversi intervalli di temperatura (figura 1). L‟applicazione del metodo ad una serie di campioni di PM10 collezionati in diverse aree geografiche ha permesso di evidenziare una notevole variabilità dei risultati in funzione della composizione chimica del PM. Nella maggior parte dei campioni, la quantità di acqua è risultata pari al 3-4% della massa totale, ma in campioni la cui composizione chimica è dominata dai sali secondari inorganici e dal carbonio organico o dalla presenza di polveri sahariane, tale valore sale fino a raggiungere valori superiori al 10%. E‟ stata inoltre evidenziata una notevole influenza della composizione chimica del campione sul profilo termico della curva. Allo scopo di tentare un‟identificazione del tipo di acqua rilasciata in ciascun intervallo di temperatura, i profili ottenuti sono stati confrontati con quelli di alcuni composti igroscopici possibilmente presenti nel PM, come SiO2, Al2O3, NaCl, sali di ammonio e carboidrati.