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Analizzatori di gas dimensioni Gas-Cromatografi (GC) < 0,5 nm Spettrometri di Massa (MS) < 0,8 nm RIVELATORI DI PARTICELLE CONVENZIONALI dimensioni Filtri > 20 nm Impattori inerziali (LPI) > 10 nm Microscopio elettronico a scansione (SEM) > 10 nm Rivelatori ottici (LLS) > 10 nm Analizzatori di Mobilità Differenziale (DMA) > 5 nm Microscopio elettronico a trasmisssione(TEM) > 5 nm RIVELATORI DI PARTICELLE AVANZATI dimensioni Microscopio a Forza Atomica (AFM) > 1 nm Microscopio a Scansione a effetto Tunnel (STM) > 1 nm Nano DMA > 1 nm MS a Tempo di Volo (TOF-MS) 0.1 - 10 nm In questa complessa problematica si inserisce il lavoro fatto in questo anno di formazione utilizzando lo Spettrofotometro AMRA a Prisma Sottile (denominato MOGANO Monitor Ottico di Gas, Aerosol e Nanoparticelle Organiche) le cui specifiche saranno date in un paragrafo dedicato.
Tecniche ottiche di monitoraggio e Spettroscopia di Estinzione (UV – Vis – NIR) Una parte della nostra attività, si concentra sullo sviluppo di alta tecnologia per la misura remota di inquinanti utilizzando una tecnica di tipo spettroscopico. Metodiche avanzate di rivelazione Vi sono diverse tecniche per la misura degli aerosol atmosferici, in particolare in situ ed extra situ. Le misure extra situ sono fatte prelevando i campioni che si vogliono analizzare, per esempio intrappolandoli con dei filtri, e successivamente analizzandoli. Le tecniche di misura convenzionali utilizzano apposite centraline con campionamento e successiva analisi chimica. Ogni specie in questo caso ha bisogno di un suo detector e per fare una mappatura spaziale c’è bisogno di una rete di sensori. Le misure in situ sono essenzialmente misure remote di tipo ottico e non invasive, quindi non modificano le proprietà dei campioni che vengono analizzati, cosa che accade quando vengono fatti dei prelievi e trattamenti dei campioni per successive analisi extra situ. Le misure remote di inquinanti in atmosfera vengono,quindi realizzate attraverso due tipi di sensori: sensori di punto (Analizzatori Chimici) e sensori di area (Sistemi Ottici). Per i sensori di punto si fa un campionamento locale, seguito dall’analisi chimica del campione prelevato; esso quindi rende conto della concentrazione solo in un determinato punto dello spazio e da essa deve essere estrapolata la concentrazione in tutto lo spazio circostante. Questa operazione è arbitraria e può essere imprecisa se, per esempio, ci troviamo vicino ad un punto di emissione. Un’altra caratteristica dei sensori di punto è che per ogni specie c’è bisogno di un rivelatore dedicato. Inoltre, se si vuole fare una mappatura spaziale dell’inquinante, c’è bisogno di una rete di sensori. I sensori di punto, quindi, richiedono alti costi di investimento e di manutenzione. Per quanto riguarda i sensori di area non richiedono un campionamento, e quindi non sono invasive. Attraverso di essi c’è la possibilità di fare un monitoraggio remoto (a distanza) e le misure sono integrate spazialmente. Questo ci permette di non risentire di eventuali sorgenti di inquinamento puntuali, quali ad esempio lo scarico di un autoveicolo che passa vicino allo strumento di rivelazione ad un certo istante. Con questi sensori, inoltre, la misura risulta essere istantanea, simultanea e multispecie. Si tratta, quindi, di misure veloci da realizzare, che danno immediatamente informazione delle concentrazioni di inquinanti e, soprattutto, sono in grado di rivelare simultaneamente aerosol e gas. I sensori di area sono caratterizzati da un basso rapporto tra costi e prestazioni.
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