Applicazioni

Lo studio degli effetti negativi dell'inquinamento atmosferico richiede misurazioni semi-continue, rapide e precise delle specie inorganiche in aerosol e nei loro componenti in fase gassosa nell'aria dell'ambiente. Gli strumenti più promettenti, spesso indicati come apparecchi a raccolta di vapore, sono il Particle-In-Liquid-Sampler (PILS) accoppiato ad analizzatori umido-chimici come il cromatografo (IC) cationico e/o anionico e lo strumento di monitoraggio per aerosol e gas (MARGA) con due ICs altamente integrati. Entrambi gli strumenti comprendono denuder di gas, un campionatore della crescita delle particelle per condensazione, così come i dispositivi di pompa e controllo. Mentre il PILS utilizza due denuder consecutivi fissi e una camera di crescita a valle, il sistema MARGA è composto da un Wet Rotating Denuder (WRD) ed da un Steam-Jet Aerosol Collector (SJAC). Anche se i campionatori di aerosol di PILS e MARGA utilizzano assemblaggi diversi, entrambi applicano la tecnica di crescita delle particelle di aerosol in gocce in un ambiente sovrasaturo di vapore acqueo.Mescolate in precedenza con acqua vettore, le goccioline raccolte vengono alimentate continuamente in cicli di campioni o colonne di preconcentrazione per l'analisi IC in linea. Mentre il PILS è stato progettato solo per aerosol campione, il MARGA determina inoltre gas solubili in acqua. Rispetto ai denuder classici che rimuovono i gas dal campione d'aria a monte della camera di crescita, il MARGA raccoglie le specie gassose in un WRD per l'analisi in linea. Al contrario dei gas, gli aerosol hanno basse velocità di diffusione e quindi non si dissolvono né nei denuder del PILS, né nel WRD. La corretta selezione delle condizioni della cromatografia ionica di PILS-IC consente una determinazione precisa entro 4 o 5 minuti, delle sette principali specie inorganiche (Na, K, Ca, Mg, Cl, NO e SO) in particelle fini di aerosol. Con tempi di analisi più lunghi (10-15 minuti), possono essere analizzati anche acidi organici a basso peso molecolare trasportati dall'aria, come acetato, formiato e ossalato.Il MARGA facilita inoltre la determinazione simultanea di HCl, HNO, HNO, SO e NH. PILS e MARGA forniscono misure semi-continue a lungo termine stand-alone (1 settimana) e sono in grado di misurare gli inquinanti di particolato nel range di ng/m3.

Questo studio mette a confronto i dati dei campioni di aria ottenuti con un metodo basato su filtro comprendente l'estrazione manuale off-line del filtro seguita da analisi cromatografica di ioni con quelli acquisiti da un campionatore automatico Particle-Into-Liquid accoppiato a un cromatografo ionico (PILS-IC). Il PILS-IC è uno strumento semplice per il campionamento di aerosol che fornisce misurazioni quasi in tempo reale di operazioni incustodite a lungo termine ed è quindi uno strumento indispensabile per monitorare i cambiamenti repentini nella composizione ionica delle particelle di aerosol.

Questo poster presenta l'accoppiamento di un Particle-Into-Liquid-Sampler (PILS) con un cromatografo ionico a due canali per la determinazione degli anioni e cationi nonché con un sistema di misura voltammetrico per la determinazione dei metalli pesanti. L'efficienza del metodo PILS-IC-VA è stata dimostrata sulla base di campioni di aerosol da Herisau (Svizzera). La combustione di candele magiche precedentemente preconcentrate con sali di metalli pesanti ha simulato gli eventi di contaminazione.

L'alcaloide nicotina, che è una parte essenziale della pianta del tabacco, può essere determinato quantitativamente tramite polarografia. Il limite di determinazione, se inferiore a 0,1 mg/L è nel nel recipiente della polarografia.

La formaldeide può essere determinata riduttivamente sul DME. A seconda della composizione del campione, può essere possibile determinare la formaldeide direttamente nel campione. In caso di interferenze, possono essere necessarie operazioni di preparazione del campione, ad es. adsorbimento, estrazione o distillazione. Vengono descritti due metodi. Nel primo metodo, la formaldeide viene ridotta direttamente nella soluzione alcalina. Le concentrazioni elevate di metalli alcalini o alcalino-terrosi possono causare interferenze. In tali casi è possibile applicare il secondo metodo. La formaldeide è derivatizzata con idrazina in idrazone e poi determinata polarograficamente in una soluzione acida.

Determinazione di sodio, ammonio, potassio, magnesio e calcio in aerosol ambientali (2,5) applicando il campionamento dell'aerosol con il PILS (Particle Into Liquid Sampler) mediante cromatografia cationica con rilevazione diretta conducibilità.

A seguito della combustione privata di legno, le concentrazioni di levoglucosano, mannosano e galattosano sono solitamente più elevate nell'aria durante i mesi invernali. Al contrario, nei mesi estivi ci si può aspettare un maggior contributo delle componenti zuccherine provenienti da fonti biogeniche. Una separazione e sensibilità ottimale dei marker dei saccaridi raccolti sui filtri dell'aria viene ottenuta sul Metrosep Carb 2 - 150/4,0 con successiva rilevazione amperometrica pulsata.

A seguito della combustione privata di legno, le concentrazioni di levoglucosano, mannosano e galattosano sono solitamente più elevate nell'aria durante i mesi invernali. Al contrario, nei mesi estivi ci si può aspettare un maggior contributo delle componenti zuccherine provenienti da fonti biogeniche. Una separazione e sensibilità ottimale dei marker dei saccaridi raccolti sui filtri dell'aria viene ottenuta sul Metrosep Carb 2 - 150/2,0 con successiva rilevazione amperometrica pulsata.

Determinazione di cloruro e solfato nella polvere tramite cromatografia anionica e successivo rilevamento della conducibilità dopo soppressione chimica.Campione: campione di polverePreparazione del campione: soluzione di 0,1 g di polvere disciolta in 100 mL c(HNO3) = 0,02 mol/L 0,45 µm filtrazione

Determinazione di cloruro, nitrito, nitrato e solfato in un aerosol ambiente (PM2.5) applicando il campionamento dell'aerosol con il PILS (Particle Into Liquid Sampler) mediante cromatografia anionica con rilevamento sequenziale della conducibilità dopo la soppressione.

Durante la produzione di alcuni prodotti farmaceutici può formarsi azide. Poiché questo può causare esplosioni, la sua concentrazione nell'aria deve essere monitorata. In condizioni standard, sulla colonna Metrosep A Supp 5 - 250/4.0 viene realizzata una buona separazione di azide (N3-) e anioni standard.

Viene eseguita la determinazione dell'arsenico nella polvere da un impianto di incenerimento rifiuti. La determinazione è necessaria in quanto il rischio ambientale dipende dal grado di ossidazione della specie di arsenico. Dato il pKa diverso dei rispettivi anioni, la selenite richiede un rilevamento della conducibilità senza soppressione, mentre il rilevamento dell'arseniato avviene meglio con soppressione. La determinazione di entrambe le specie si ottiene, rispettivamente, inserendo e disinserendo il soppressore.

Questo articolo descrive la composizione di gas e aerosol atmosferici inorganici nel sud-est e nord-ovest degli Stati Uniti in un periodo di diverse settimane. Il campionamento semi-continuo con frequenza oraria è stato eseguito con il sistema Marga Metrohm Applikon. La risoluzione temporale della composizione di gas e aerosol permette di determinare l'origine chimica e l'igroscopicità delle particelle. Queste sono essenziali per valutare l'impatto degli aerosol sul clima.

Questo white paper Metrohm mostra il ruolo importante dell'elettrochimica nelle scienze ambientali. Le applicazioni riguardano la ricerca di base per la cella a combustibile, che ricava energia dalle acque reflue, la bonifica elettrica di suoli e la riduzione elettrochimica di CO2 da gas serra per l'isolamento di materie prime chimiche.

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