Accanto all’utilizzo di piante, crescente è l’interesse nella comunità scientifica nello sviluppo di campionatori passivi sintetici per la determinazione di microinquinanti organici aerodispersi.
Jaward et al. (2004), ad esempio, hanno utilizzato dei campionatori passivi costituiti da schiume poliuretaniche per la determinazione di IPA e naftaleni policlorurati in varie nazioni europee.
Negli ultimi anni crescente impiego nel campo del monitoraggio atmosferico hanno trovato le membrane semipermeabili (SPMD – semipermeable membrane devices). Questo sistema è stato introdotto da Huckins e collaboratori (1990) per il campionamento di inquinanti organici in acqua ed ha trovato applicazione in tutti i comparti ambientali. Le membrane semipermeabili sono costituite da una membrana di polietilene a bassa densità (dello spessore di 50-100 μm) di forma tubolare molto schiacciata e sigillata alle estremità. All’interno del tubo è contenuta trioleina di elevata purezza, sostanza ad alto peso molecolare e con affinità per i composti idrofobici con alto coefficiente di ripartizione
ottanolo/acqua (log Kow > 3).
I composti idrofobici tendono ad oltrepassare la membrana di polietilene e vengono isolati ed accumulati nella fase lipidica della trioleina. Il tempo di esposizione delle membrane è dell’ordine delle settimane, terminato il quale le membrane vengono portate in laboratorio e l’estrazione viene condotta attraverso un processo di dialisi con l’impiego di opportuni solventi (ad esempio esano).
Le membrane semipermeabili presentano molti vantaggi, tra cui la facilità di utilizzo nella fase di campionamento e di standardizzazione della procedura e la elevata accuratezza. Uno svantaggio di questa tecnica sta nella fase di estrazione degli analiti dalla membrana: sono richieste grandi quantità di solvente e i tempi di estrazione possono essere anche di alcuni giorni (Ouyanga & Pawliszyn, 2007).
Le membrane semipermeabili sono state ampiamente utilizzate per la captazione di IPA e nitro-IPA aerodispersi sia in aria esterna che in ambienti chiusi (Petty et al., 1993; Rantalainen et al., 1999; Bartkow et al., 2004; Söderström et al., 2005).
un materiale termoplastico (PET, polietilentereftalato, la cui formula di struttura è riportata in figura 1.2) che si ottiene per reazione di condensazione tra l’acido tereftalico ed il glicole etilenico. È un polimero estremamente versatile; il suo impiego, infatti, copre un’ampia gamma di applicazioni: gli utilizzi del PET sono essenzialmente centrati sul mercato delle fibre (60%), del food & beverage packaging (30%), dei film biorientati (5%) e per applicazioni high-tech.
Le fibre di PET sono commercializzate con svariati nomi a seconda del Paese e del
fabbricante; i nomi più noti sono dacron® (USA), terilene® (GB), terital® (I), trevira® (D),
tergal® (F).
Il dacron® ha trovato largo impiego anche in campo medico, essendo il più
utilizzato materiale protesico nel campo della chirurgia vascolare (Khaira & Vohra, 2000).
Figura 1.2 – Formula di struttura del polietilentereftalato (dacron®)
L’impiego del tessuto costituito da fibre di dacron® (figura 1.3) come campionatore
passivo è un’idea nata dall’ipotesi che all’interno delle cavità del tessuto create dall’intreccio delle fibre, possa venire intrappolato il particolato atmosferico a causa dell’instaurarsi di interazioni elettrostatiche tra le cariche presenti sulla superficie del particolato e quelle del polimero. Questo è stato confermato analizzando dei campioni esposti per alcune settimane nelle vicinanze dell’industria siderurgica di Servola (Ferriera): la presenza di polvere adesa al tessuto è risultata visibile già ad occhio nudo e la verifica al microscopio ottico dei campioni ha confermato l’ipotesi, evidenziando come sulle fibre aderisca particolato di dimensione variabile.
Figura 1.3 – Tessuto di dacron® utilizzato come
2 – SCOPO DEL LAVORO
Il presente lavoro di ricerca è stato sviluppato e svolto all’interno del Dipartimento Provinciale di Trieste dell’Agenzia Regionale per la Protezione dell’Ambiente del Friuli Venezia Giulia grazie ad una convenzione attuata con la Provincia di Trieste che ne ha fornito il supporto economico.
L’obiettivo dello studio è stato quello di sviluppare e valutare degli accumulatori passivi di idrocarburi policiclici aromatici (IPA) efficienti ed economici, che possano essere impiegati nel monitoraggio su larga scala di questi inquinanti prioritari a supporto dei tradizionali e regolamentati sistemi di campionamento di polveri con campionatori attivi.
Sono stati testati due materiali: uno biologico, il muschio, già ampiamente utilizzato nel campo del biomonitoraggio di metalli aerodispersi e da alcuni anni utilizzato
anche per studi di bioaccumulo di microinquinanti organici, ed uno sintetico, il dacron®
(nome commerciale delle fibre di polietilentereftalato).
La capacità di accumulo delle due matrici è stata testata in alcune sessioni di campionamento, nelle quali sono stati esposti contemporaneamente in due siti della città di Trieste potenzialmente soggetti a presenza di IPA a causa della presenza di un’industria siderurgica (Ferriera di Servola) e a un intenso traffico veicolare. I dati ottenuti sono stati confrontati con le concentrazioni di IPA ottenute con l’utilizzo di campionatori attivi di PTS (particolato totale sospeso), alla ricerca di una eventuale correlazione tra i dati.
In una ulteriore sessione di campionamento è stata determinata la ripetibilità dei campionatori passivi esponendo simultaneamente dieci campioni di ognuna delle matrici indagine di studio.
Muschio e Quadrelli (nome dato ai campionatori costituiti da dacron®) sono stati
utilizzati per valutare la diffusione di IPA all’interno del territorio della provincia di Trieste. Sono state scelte 21 stazioni di campionamento e con i dati ottenuti dall’esposizione di tre settimane si è cercato di costruire della mappe di distribuzione di IPA al fine di individuare eventuali pattern di diffusione ed evidenziare la presenza di punti
Un’ulteriore sessione di campionamento è stata effettuata con l’impiego dei soli Quadrelli, concentrando l’interesse sulla parte meridionale della provincia, quella comprendente i centri abitati di Trieste e Muggia e tutte le attività industriali. È stata costituita una griglia di punti di campionamento centrata attorno alla Ferriera di Servola con dieci punti disposti lungo le direttive dei venti principali per cercare di valutare il ruolo dell’impianto siderurgico e l’eventuale diffusione di IPA nelle zone circostanti.