Speciazione inorganica di particolato atmosferico PM10 e PM2.5 nella città di Bologna durante il progetto SITECOS

Vengono presentati i dati di speciazione inorganica per cromatografia ionica ed analisi elementale mediante PIXE (Proton Induced X-ray Emission) presso la large scale facility dell’ INFN di Legnaro (PD) ottenuti nel corso dei campionamenti di aerosol atmosferico PM10 e PM2.5 nella città di Bologna previsti dal Progetto Nazionale COFIN SITECOS. Il presente studio è stato supportato dalle conoscenze provenienti da un precedente progetto effettuato a Bologna (collab. UNIBO/ARPA-EMR-Progetto PolveRE) basato sull'impiego di un campionatore Andersen ad alto volume, a stadi ossia su aerosol frazionato dimensionalmente. Tali dati sono risultati fondamentali per la migliore interpretazione dei dati di SITECOS stesso, basati invece su prelievi bulk. In entrambi i progetti si è constatato un ruolo rilevante della frazione fine (<2.5um) nel determinare la massa del PM10 a Bologna (61% fine in estate, 71% fine in autunno, 81% fine) con i seguenti livelli medi di concentrazione (ug m-3) estate : PM10 = 35 +/-11, PM2.5 = 21 +/-7, PM(10-2.5) = 17+/-7 autunno : PM10 = 46+/- 17, PM2.5 = 33+/-18, PM(10-2.5) = 12+/-11 inverno : PM10 = 51+/-31, PM2.5 = 41+/-26, PM(10-2.5) = 1.0+/-8 L'aerosol di Bologna presenta minimi estivi e massimi invernali associati all'andamento stagionale dell'altezza dello strato rimescolato e delle differenti condizioni di diluizione/ridistribuzione del particolato. I dati gravimetrici ottenuti con il campionatore PM2.5 manuale hanno rivelato una minore rispondenza rispetto al sequenziale ARPA-BO (R2=0.78), a causa della manipolazione dei filtri, mentre nelle campagne 2006, la corrispondenza è migliorata, a causa dell'introduzione del campionatore sequenziale (R2 =0.91 relativamente al campionatore ARPA), pur nella considerazione di due diversi siti di campionamento. Durante la campagna invernale gli ioni inorganici idrosolubili rappresentano una parte cospicua della massa totale del PM, oscillando tra il 45% e il 49%; l'apporto maggiore è dovuto principalmente a solfati, nitrati e ammonio (più del 90% del contributo ionico totale), tipico di un'area continentale fortemente antropizzata. Il minore contributo relativo dei nitrati durante il periodo estivo, con concentrazioni notevolmente inferiori rispetto ai solfati, è dovuto alla natura semivolatile del nitrato d'ammonio, mentre, la maggiore intensità della radiazione solare in estate, comporta un aumento relativo dei solfati, le cui concentrazioni estive sono circa uguali a quelle invernali, salvo fluttuazioni meteorologiche, con conseguente aumento della cinetica di ossidazione dell' SO2. La presenza di potassio nella frazione dimensionale fine è caratterizzata da un andamento stagionale in accordo con le concentrazioni di PM2,5, indicando l'esistenza di una sorgente ad alta temperatura, quale l'emissione di ceneri in processi di combustione di rifiuti e/o biomassa. Al, Mg e Ti mostrano un fattore di arricchimento relativo al Silicio EF < 10 sottolineandone l’origine crostale, mentre elementi come S, Cu, Zn, Br, Pb, Se, Ni, Co, Cl risultano notevolmente arricchiti, suggerendo invece sorgenti antropiche.