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l’intensità della pioggia è costante, le concentrazioni delle specie intrappolate dalla pioggia diminuiscono nel tempo. Tuttavia quando smette di piovere e comincia a piovigginare si ha un aumento sia nelle concentrazioni di nitrati che di NOC. Questo fenomeno può essere spiegato per quanto dicevamo prima con le dimensioni delle gocce di pioggia. Prima di passare all’analisi dell’estinzione direttamente in atmosfera urbana, vediamo cosa accade allo scarico dei motori e cosa viene intrappolato dalle condense dell’acqua di combustione che si trova nei fumi di scarico. Nella seguente figura è rappresentato schematicamente il sistema di raccolta della condensa dai fumi di scarico ed il sistema per le misure di estinzione sui fumi di scarico. Banco a rulli Raffreddamento ON/OFF Scambiatore di calore Acqua di Combustione Condensata Diluizione Diversi veicoli a benzina e a diesel (“common rail”) sono stati utilizzati per queste misure. I veicoli sono guidati al banco a rulli seguendo il ciclo di guida standard europeo NEDC (New European Driving Cycles), che corrisponde a quattro cicli urbani (4,08 km), ECE, ed uno extraurbano (6,81 km), EUDC. Complessivamente viene ricoperta una distanza di 10,89 km simulando sia condizioni di guida urbana che rurale. I fumi, non diluiti, vengono fatti passare in uno scambiatore di calore, lungo il quale le specie idrofile vengono intrappolate nella fase liquida. La lunghezza dello scambiatore è di quattro metri ed è raffreddato con acqua di servizio che si trova a circa 15°C. I fumi giungono rapidamente ad una temperatura inferiore ai 50°C che, per le condizioni di umidità in cui si trovano i fumi, è la soglia in cui l’acqua di combustione comincia a condensare. In uscita dallo scambiatore la corrente dei fumi raggiunge circa i 20°C per cui l’acqua di combustione sarà quasi completamente condensata. I fumi, a cui è stata sottratta l’acqua di combustione, se lo scambiatore di calore è attivo sulla linea, ovvero ancora umidi, se nello scambiatore non circola l’acqua di raffreddamento, vengono diluiti CVS Retro-riflettore 10 m Fumi di scarico diluiti Rivelatore
con aria circa 10 volte e poi vengono fatti passare in un tubo accessibile otticamente. Il percorso ottico su cui viene misurato lo spettro di estinzione dei fumi di scarico è di circa 10 metri. Per quanto riguarda le misure di estinzione sulle condense dei fumi di scarico non siamo riusciti ad ottenere inversioni soddisfacenti utilizzando le cross section delle specie di cui disponevamo in bacheca. Per capire quali specie sono presenti nei campioni abbiamo sfruttato la tecnica di inversione NMF, di cui abbiamo diffusamente parlato. Mediante questa tecnica abbiamo calcolato che nelle condense ci sono almeno tre specie che contribuiscono all’estinzione, due delle quali si sono rivelate assomigliare ai nitrati ed alle nanoparticelle, mentre sulla terza specie c’è solo un’ipotesi di composizione, dalla forma dell’estinzione si potrebbe trattare di un composto nitroaromatico (Jacobson, M.Z.; 1999). Estinzione per unità di massa, cm-1 Estinzione per unità di massa, cm /(µg/m3) -1 /(µg/m3) 1,8E-07 1,6E-07 1,4E-07 1,2E-07 1,0E-07 8,0E-08 6,0E-08 4,0E-08 2,0E-08 Nitrati NOC Nitrati da NMF NOC da NMF Terza Specie da NMF 2,0E+02 1,8E+02 1,6E+02 1,4E+02 1,2E+02 1,0E+02 8,0E+01 6,0E+01 4,0E+01 2,0E+01 0,0E+00 0,0E+00 200 250 300 350 400 450 Lunghezza d’onda, nm In figura sono rappresentate le forme spettrali delle tre specie che contribuiscono all’estinzione del campione ricavate mediante l’NMF, e le forme dei nitrati e di NOC da condensa di fumi di fiamma. Per quanto detto parlando dell’NMF, e chiaro che questa tecnica ci fornisce solo le forme ed i contributi relativi di queste specie all’estinzione. Essa infatti ci fornisce lo spettro di estinzione attribuito ad una specie come combinazione di un fattore che dipende solo dal tipo di campione e di uno che dipendente dalla lunghezza d’onda. Quindi il loro prodotto ha senso fisico ma i due fattori possono non averne, a meno che non sia fatta una calibrazione delle forme una volta che si sia capito a quali specie attribuire le singole forme. u.a.
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