Conclusioni
Sostanzialmente gli obiettivi della tesi erano due: (a) mettere a punto un metodo per la determinazione della composizione chimica dei PM10 con riferimento alle specie inorganiche Na+, K+, Ca2+, Mg2+, SO42-, NO3-, Cl- e NH4+; (b) riconoscere, interpretando i dati chimici, fonti e processi che determinano la composizione del PM10 nell’area di Piombino.
Sulla base delle indicazioni provenienti dalla numerosa bibliografia è stato selezionato un metodo di estrazione a freddo in cui una porzione pesata di un filtro di fibre di quarzo è immerso in acqua deionizzata ed agitato per 24 ore. La tecnica è risultata estremamente semplice ed affidabile. Gli anioni (Cl-, SO42-, NO3-) sono stati determinati utilizzando le tecniche della cromatografia ionica.
Su 4 filtri è stato effettuato un confronto tra la tecnica di estrazione a caldo e quella a freddo impiegata in questa tesi. Gli estratti sono stati analizzati e le differenze riscontrate sono rientrate negli errori analitici. Le prove di efficienza dell’estrazione, effettuate sull’acqua di ritenzione di tre filtri in fibra di quarzo imbevuti di una soluzione di solfato di sodio, hanno mostrato che il recupero delsolfato è superiore al 99%.
La quantità minima rilevata con la strumentazione a disposizione e la riproducibilità è stata di 0,070 mg/l per i cloruri, 0,5 mg/l per i solfati, 0,19 mg/l per i nitrati. I cationi Ca2+, Mg2+, Na+ e K+ sono stati determinati mediante ICP- AES e le quantità minime rilevate sono state di 0,035 mg/l per il sodio, 0,038 mg/l per il potassio, 0,105 mg/l per il calcio, 0,025 mg/l per il magnesio.
L’ammoniaca è stata analizzata con l’elettrodo specifico e la quantità minima determinata è stata di 0,132 mg/l.
Per tutti i cationi l’ICP-AES ha una riproducibilità migliore del 3%. Tra gli anioni i cloruri hanno una riproducibilità del 15% per valori tra 0,1 mg/l e 0,2 mg/l, e del 25% per valori inferiori a 0,1 mg/l. Per valori superiori a 0,2 mg/l la riproducibilità è del 4% circa. Per i solfati la riproducibilità è del 3% circa e per i nitrati è del 5% circa.
A Piombino sono stati scelti due siti di campionamento: uno situato al Cotone, nel borgo adiacente alla zona industriale, l’altro a Salivoli, sul molo del porto turistico. La campagna di monitoraggio è durata 5 giorni al Cotone (dal 29 aprile al 3 maggio 2005) e 5 giorni a Salivoli (dal 7 all’11 maggio 2005 a Salivoli). Sui 10 filtri sono state effettuate le estrazioni e le analisi con i metodi descritti.
La buona qualità analitica dei dati ottenuti è testimoniata dal fatto a) che i bilanci di carica sugli estratti chiudono entro il 10%, ad eccezione di due soli campioni che chiudono al 21%. B) che esistono ottime correlazioni tra le diverse sostanze analizzate.
I dati ottenuti hanno evidenziato la differenza tra i due siti: non solo varia la quantità di PM10, quasi sempre superiore a 50 µg/m3 nel sito di Cotone, ma anche le quantità relative dei costituenti ionici determinati.
Le variazioni temporali del contenuto di PM10 e quelle della loro composizione chimica sono molto più elevate a Cotone che non a Salivoli, dove la variabilità riscontrata nel contenuto di PM10 è dovuta principalmente a quella degli ioni Cl-, Na+ ed NO3-.
Nel caso di Salivoli si osservano correlazioni significative tra PM10 e Na+, Cl-, Mg2+. Na+, Cl-, K+ e Mg2+ sono inoltre tra loro fortemente correlati. La parte inorganica dei PM10 varia tra il 35% ed il 51,5% in peso. Il cluster tra le variabili Na-Cl-Mg-K indica chiaramente la componente marina che determina la composizione e la quantità di PM10 nella stazione di Salivoli. In questa stazione i nitrati sono correlati esclusivamente al sodio e non al Cl-, Mg2+ e K+. Per questo motivo l’origine marina di tale specie non può essere confermata e la correlazione sembra un fatto fortuito dovuto anche al basso numero di campioni.
A Cotone i PM10 non sono correlati con nessuna delle sostanze analizzate, ad indicare che esistono varie fonti e processi nessuno dei quali è predominante. Le uniche correlazioni significative e positive sono quelle tra solfati ed ammonio.
Questa ultima specie è correlata negativamente con il potassio ed il magnesio.
Ciò farebbe pensare ad un minore contenuto di ammonio in presenza di una componente che, in questo contesto, sta ad indicare non contributi marini, ma terrigeni. La somiglianza tra Na+ e Cl- indica che, anche al Cotone, può esistere un piccolo apporto marino. Questo sembra particolarmente evidente per il
campione 5. Per ciò che riguarda il cloruro non si può escludere anche un contributo dovuto ai processi di combustione ed alle attività industriali che l’ammonio sembra tracciare molto bene. E’ un fatto noto in letteratura che la combustione di carbone, ricco di azoto, può produrre ammoniaca, che è in grado di legarsi al solfato presente nella troposfera per ossidazione di SO2. Si possono in definitiva riconoscere 4 componenti: una tipo NH4-SO4 legata con molta probabilità all’attività industriale, una tipo Na-Cl che traccia l’origine marina, l’altra tipo NO3- legata con molta probabilità al traffico ed una tipo Ca che indica la componente terrigena.
