Diapositiva 1

CARATTERIZZAZIONE DIMENSIONALE DEL PARTICOLATO NELL’ISOLA DI LAMPEDUSA
M.C. Bove1, P. Brotto1, F. Cassola1, P. Formenti2, D. Massabò1 and P. Prati1
1Dipartimento di Fisica & INFN, Università di Genova, Italia
2LISA, Laboratorio Inter-Universitario dei Sistemi Atmosferici e CNRS, Parigi
Nell’estate del 2013, il Dipartimento di Fisica dell’Università di Genova ha preso parte al progetto internazionale CHARMEX (Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment). Lo scopo principale del
progetto (http://www.charmex.lsce.ipsl.fr) è una valutazione scientifica dello stato attuale e futuro dell'ambiente atmosferico e delle sue conseguenze nel bacino del Mediterraneo. Il progetto
propone una strategia integrata tra modelli di osservazione, multi-scala e misure sperimentali e satellitari in diversi periodi di osservazione. A questo scopo, tra giugno e luglio 2013 è stata condotta
una campagna intensiva con strumentazione collocata presso la stazione di monitoraggio ENEA “R. Sarao” dell’isola di Lampedusa, selezionata come supersito del progetto. In quest’ambito, il
Dipartimento di Fisica dell’Università di Genova ha partecipato mediante campionamenti effettuati con l’uso di un impattore a cascata a 13-stadi, nanoMOUDI (Micro-Orifice Uniform-Deposit
Impactor) (Marple e Olson, 1999).

Sito di campionamento: Stazione ENEA localizzata nella costa NORD-EST di Lampedusa

Periodo di osservazione: 10 giugno - 5 Luglio 2013

Metodo di campionamento:
LMP
• Impattore a cascata inerziale MSP
Nano – Moudi con 13 stadi rotanti
• Intervallo taglio dimensionale: 0.010 – 10 mm
• Flusso nominale aria: 10l/min
~ 5 serie di campioni di circa 3 giorni (tempo di campionamento)
Sui filtri in Teflon (PTFE) di diametro di 47 mm, spruzzati con grasso Dekati DS-515 per evitare che si
verifichi il “bouncing” delle particelle durante il campionamento, è stata utilizzata la tecnica in
Fluorescenza a Raggi X, ED-XRF (Ariola et al., 2006) che ha permesso di determinare la
concentrazione degli elementi. Le condizioni di misura con ED-XRF sono state fissate per ottimizzare la
sensibilità dei diversi gruppi di elementi per le analisi dimensionale dei campioni di particolato
atmosferico (Bernardoni et al., 2010).
METEO a LMP durante il periodo di misure:
> 0 - 1 m/s
> 1 - 2 m/s
> 2 - 3 m/s
> 3 - 5 m/s
> 5 - 10 m/s
> 10 m/s
Lampedusa ENEA met station
5th
Jun -
5th
Jul 2013
0
Dati della stazione meteorologica ENEA
~16 mm, omogenei!!
315
45
270
90
Frazione «Coarse»
0%
10%
20%
40%
Na
2.5
225
135
2
dm/dlog(dp) (mg/m3)
30%
180
Calms: 1.0%
17-20/06/2013
Rari episodi di venti deboli provenienti dal settore ESE (17-20/06/2013)
22-25/06/2013
1.5
Inquinamento
Frequenti episodi di venti da moderato a forte provenienti dal settore NNW (22-25/06/2013)
1
No inquinamento
0.5
0
0.01
0.1
1
10
Emissioni navali
Frazione «Fine»
100
dp (mm)
Si
0.09
17-20/06/2013
S
2.5
0.018
0.016
0.08
17-20/06/2013
0.06
22-25/06/2013
0.05
0.04
0.03
0.02
17-20/06/2013
22-25/06/2013
1.5
1
V
0.014
dm/dlog(dp) (mg/m3)
0.07
dm/dlog(dp) (mg/m3)
2
dm/dlog(dp) (mg/m3)
Pollution days
0.5
Ni
0.012
0.01
0.008
0.006
0.004
0.002
0.01
0
0.01
0.1
1
10
0
0.01
100
0.1
1
dp (mm)
0.0035
10
0
0.01
100
0.1
0.008
10
100
dp (mm)
dp (mm)
Ti
1
Zn
No Pollution days
0.012
22-25/06/2013
0.002
0.0015
0.001
22-25/06/2013
0.004
0.002
Ni
0.008
0.006
22-25/06/2013
0.004
0.002
0.0005
0
0.01
0
0.01
V
17-20/06/2013
dm/dlog(dp) (mg/m3)
17-20/06/2013
0.0025
0.01
0.006
dm/dlog(dp) (mg/m3)
dm/dlog(dp) (mg/m3)
0.003
0.1
1
10
100
0.1
1
10
0
0.01
100
dp (mm)
dp (mm)
0.1
1
10
100
dp (mm)
9.0
K
Frazione «Coarse»
17-20/06/2013
0.1
22-25/06/2013
17-20/06/2013: probabile
sorgente antropogenica
0.08
7.0
y = 2.60x
R2 = 1.0
6.0
V (ng/m )
0.12
dm/dlog(dp) (mg/m3)
22-25/06/2013: probabile
sorgente naturale
8.0
3
0.14
5.0
4.0
3.0
0.06
Frazione «Fine»
0.04
0.02
2.0
1.0
0.0
0.0
0
0.01
1.0
2.0
3.0
4.0
3
0.1
1
10
Ni (ng/m )
100
dp (mm)
I campioni analizzati mediante tecniche analitiche in grado di ottenere la distribuzione dimensionale dei principali elementi di cui è composto il
particolato atmosferico, sono stati poi confrontati con le principali informazioni meteo e uniti con quelli derivati da altre misure realizzate nel corso
della campagna intensiva di campionamento. Durante la campagna di misure si sono verificati in particolare, alcuni eventi di inquinamento locale
caratterizzati principalmente da venti deboli provenienti dal settore ESE che hanno portato a maggiori concentrazioni degli elementi presenti nella
frazione «fine». Un solo elemento, il K in particolare, ha evidenziato differenti concentrazioni nella due frazioni granulometriche evidenziando
diverse origini delle sorgenti da cui è stato emesso, influenzate anche dalle condizioni meteo verificatesi nei vari giorni di campionamento.
Buon accordo con i valori attesi: V
e Ni negli eventi di Combustione di Oli
pesanti presentano un massimo nella
frazione fine (diametro < 0.4 μm,
Becagli et al., 2012)
RINGRAZIAMENTI
Un ringraziamento va al personale della Stazione ENEA, in particolare al Lampedusano Damiano Sferlazzo, per l'assistenza tecnica e collaborazione durante i campionamenti nonché a tutto lo staff del Laboratorio
Inter-Universitario LISA di Parigi. Questo lavoro è stato finanziato dal progetto internazionale CHARMEX.
Bibliografia
Ariola V., D’Alessandro A., Lucarelli F., Marcazzan G., Mazzei F., Nava S., Garcia-Orellana I., Prati P., Valli G., Vecchi, R., Zucchiatti, A. 2006. Elemental characterization of PM10, PM2.5 and PM1 in the town of Genoa (Italy). Chemosphere 62, 226232.
Bernardoni V., Cuccia E., Calzolai G.,Chiari M.,Lucarelli, F. Massabò D., Nava S., Prati P., Valli G and Vecchi R., 2010. ED-XRF set-up for size-segregated aerosol samples analysis. (wileyonlinelibrary.com) DOI 10.1002/xrs.1299.
Becagli S., Sferlazzo D. M., Pace G. , Di Sarra A. , Bommarito C., Calzolai G., Ghedini C., Lucarelli F., Meloni, D., F. Monteleone, Severi M., Traversi R. and Udisti R. 2012. Evidence for heavy fuel oil combustion aerosols from chemical analyses
at the island of Lampedusa: a possible large role of ships emissions in the Mediterranean. Atmos. Chem. Phys. 12, 3479–3492.
Marple V.A. e Olson B.A, 1999. A Micro-orifice Impactor with Cut Sizes Down to 10 Nanometers for Diesel Exhaust Sampling. Final Report for Grant Number G1145242, G1155242/#2783.Generic Technology Center for Respirable Dust.