RELAZIONE FINALE Titolare assegno: dott.ssa Gabriella Cerrone ...

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INDICE Attività di ricerca (con risulati conseguiti) p.3 Progetti futuri p.36 Ricadute tecnologiche e scientifiche p.38 Collaborazioni p.39 Acquisizione delle competenze organizzativo-manageriali p.39 2
ATTIVITA’ DI RICERCA Stato dell’arte/Introduzione L’interesse della comunità scientifica internazionale per lo studio della componente nanometrica dell’aerosol atmosferico nasce da tre principali motivi. In primo luogo, la frazione più abbondante dell’aerosol atmosferico è costituito da particelle di dimensioni inferiori ai 100 nm che, per effetto dell’agitazione Browniana e dei moti convettivi, presentano un tempo di permanenza nell’atmosfera molto lungo [1]. In secondo luogo, studi epidemiologici hanno già dimostrato che, tra le numerose specie inquinanti in atmosfera, l’aerosol nanometrico ha effetti particolarmente nocivi sulla salute umana, ed è causa di varie patologie a carico del sistema respiratorio e cardiovascolare [2]. Ciò è dovuto, proprio alle ri<strong>dott</strong>e dimensioni di queste nanoparticelle che possono raggiungere le vie respiratorie più profonde e di lì, attraverso il sistema circolatorio, invadere l’intero organismo provocando un incremento nel rischio di malattie cancerogene. Infine, la componente nanometrica del particolato atmosferico risulta fortemente coinvolta nei complessi meccanismi che regolano la chimica e la fisica dell’atmosfera. Ad esempio tali particelle rappresentano centri di nucleazione per la formazione di aerosol più grandi, i cui effetti climatici sono di enorme portata (effetto serra e relativo riscaldamento del pianeta) [3,4]. Più del 50% dell’aerosol ultrafine presente in atmosfera è costituto da materiale carbonioso organico ed elementale. La principale sorgente antropogenica di tale composti carboniosi è costituita dai sistemi di combustione, largamente usati nella società industriale [5, 6]. La distribuzione dell’emissione da parte dei sistemi di combustione è di tipo bimodale: esistono particelle di dimensioni tipiche di qualche nanometro (1-5 nm) di carbone organico (NOC) e particelle di carbone elementale (fuliggine o EC) con dimensioni tipiche tra i 20 e i 200 nm. Le particelle di tipo EC sono state ampiamente caratterizzate e studiate, sia in fiamme che in processi di pirolisi ad alte temperature; al contrario, non esistono studi sistematici sulla componente organica. In particolare, persistono problematiche aperte riguardo il ruolo che le particelle nanometriche rivestono come nuclei precursori della fuliggine. Inoltre, è stato dimostrato che il NOC, a differenza del carbone elementale, è solubile in acqua, il che ha dirette ripercussioni circa la sua capacità di penetrazione nelle cellule. Pertanto, una 3
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