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DETERMINAZIONE DEGLI IDROCARBURI C≤12 e C>12 NEI TERRENI
Dr. Marcello Morello - Dr. Fabio Sandri- Dr. Massimiliano Pereno- Dera Bosco
ARPA Piemonte - Dipartimento di Torino
Premessa
La metodica analitica che si propone nasce dalla necessità imposta dalla normativa nazionale,
Decreto 471/99, di esprimere gli idrocarburi nei terreni sulla frazione passante il vaglio a 2
mm e secca a 105°C nelle loro componenti con catena C≤12 e C>12.
Questa richiesta normativa determina le seguenti difficoltà:
− Possibilità di perdita delle frazioni idrocarburiche più volatili nelle attività preparative.
− Compromissione nella efficacia di estrazione di idrocarburi nel terreno legata all'umidità
presente.
− Ridotta riproducibilità nella preparazione dell'aliquota da utilizzare nell'analisi, mediante
sistemi di setacciatura.
− Difficoltà di reperire standard di riferimento adeguati utilizzabili con tecniche analitiche
strumentali, in grado di identificare e quantificare le due frazioni C≤12 e C>12.
Valutazione delle tecniche analitiche disponibili:
Gravimetrica: E' adatta alla determinazione degli idrocarburi totali ad eccezione di quelli più
volatili, non distingue le frazioni ≤ e > C 12, ha il vantaggio di essere una determinazione
assoluta che non necessità di standard di riferimento.
FTIR: E' adatta alla determinazione degli idrocarburi totali, non distingue le
frazioni ≤ e > C 12 e presenta i seguenti svantaggi:
Necessita di uno standard di riferimento affine al contaminante, uno standard inadatto può
comportare errori significativi sia in difetto sia in eccesso, anche del 100%;
Per la scelta dello standard idoneo è necessaria un'analisi gascromatografica dell'estratto;
Richiede l'impiego del freon;
E' necessaria una doppia analisi per verificare l'assenza di bande dei grassi vegetali
(utilizzando pastiglia di KBr o di cella idonea).
Gascromatografia: E' adatta alla determinazione degli idrocarburi con catena fino a C<100
(iniettore on-colomn e colonne simdist), distingue le frazioni C≤12 e C>12 ma presenta i
seguenti svantaggi:
Necessita di uno standard di riferimento affine al contaminate, uno standard inadatto può
comportare errori significativi sia in difetto che in eccesso;
Ciascuna di queste tecniche analitiche è singolarmente insufficiente alla determinazione degli
idrocarburi nei terreni con le modalità richieste dalla normativa italiana, ne consegue la
necessità di integrarle opportunamente al fine di sfruttarne le singole potenzialità.
Principio della determinazione della metodica proposta
Ottenuto l'estratto d'idrocarburi dal terreno e portato a volume noto, si separano due frazioni:
La prima destinata alla determinazione gravimetrica mediante evaporazione del solvente in
condizioni controllate, che pur causando una alterazione della composizione del contaminante
per la parziale perdita delle componenti più volatili, permette successivamente la preparazione
di uno standard di riferimento simile alla composizione idrocarburica dell'estratto utilizzabile
sia all'IR che in GC.
La seconda frazione di estratto, la cui composizione non è stata alterata, è utilizzata per la
quantificazione degli idrocarburi totali, se si usa l'IR, e/o per la quantificazione degli
idrocarburi C≤12 o C>12 mediante gascromatografia, utilizzando come riferimento lo
standard ottenuto dall'analisi gravimetrica.
Preparazione del campione da estrarre
La preparazione della aliquota di terreno da estrarre incide notevolmente sull'incertezza di
misura.
Si propongono a tal fine 3 preparative differenti in base alle caratteristiche della matrice e
della frazione idrocarburica da determinare.
1. Se la matrice tal quale presenta una granulometria inferiore ai 2 mm o caratteristiche che
ne permettono la disgregazione e setacciatura a 2 mm, si opera fino ottenere almeno 100
grammi di campione, successivamente suddivisi in due aliquote da 50 grammi.
Con questo grado di vagliatura le aliquote di circa 50 grammi sono fra loro omogenee
entro una variabilità massima dello 0.5% (determinata sull'umidità).
Sulla prima aliquota si determina l'umidità del campione necessaria per esprimere il
risultato sul secco a 105°C.
Sulla seconda aliquota si procede all'estrazione e successiva quantificazione con il
principio precedentemente descritto.
2. Se la matrice presenta una granulometria superiore ai 2 mm e non permette la setacciatura
diretta (umidità eccessiva) e la frazione idrocarburica d'interesse non è volatile, si procede
all'essiccazione all'aria del campione, macinazione in mortaio, setacciatura a 2mm e
successivamente come indicato al punto 1.
3. Se matrice presenta una granulometria superiore ai 2 mm e la componente volatile è
presente è necessario procedere all'estrazione dell'inquinante sul campione umido tal
quale. Questa scelta può essere condotta anche solo per la determinazione della
componente volatile preferendo le preparazioni precedenti per le componenti non volatili.
Al fine di rendere l'aliquota di campione analizzata, circa 100 grammi, rappresentativa, si
propone una setacciatura a 5 mm, (fattibile nel 95% dei casi) e successiva correzione del
risultato con approccio statistico che si basa su due ipotesi:
a) che l'umidità presente nella frazione 2-5 mm sia trascurabile rispetto a quella presente
nella frazione <2 mm;
b) che l'analita sia distribuito sulla superficie di particelle sferiche, non porose e con una
distribuzione di massa omogenea in ciascun intervallo di granulometria considerata.
La setacciatura deve essere protratta fino ad ottenere circa 400 grammi di terreno
setacciato a 5 mm.
Da questa aliquota si ottengono due sotto campioni di circa 200 grammi, fra loro
omogenei entro un variabilità massima dello 1 % (determinata sull'umidità).
Il primo sottocampione viene essiccato a 105°C per la determinazione dell'umidità,
macinato in mortaio con pestello in gomma ed utilizzato per una caratterizzazione
granulometrica con setacci a 5 mm, 2mm, 05mm 0.25 mm.
Il secondo sottocampione viene utilizzato per la preparazione dell'estratto in solvente e
quantificato come precedentemente descritto, previa miscelazione di un agente
disidratante come il solfato di sodio anidro.