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POLVERI SOTTILI ONLINE !

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La misura delle particelle sospese nell'aria che respiriamo e' importante per la salute.. ma tecnicamente difficile.
A causa dell'ampia varieta' di dimensioni delle particelle sospese, non esistono a tutt'oggi strumenti unici che possano prenderle tutte. Le particelle piu' grandi (da 0.3 um in su) possono essere raccolte su filtri, oppure misurate con metodi ottici, ad esempio mediante OPS (Optical Particle Sizer). Le piu' piccole ed insidiose per la salute (riescono a raggiungere gli alveoli polmonari veicolando sostanze tossiche) sono misurabili solo con strumenti elettrostatici come l' SMPS (Scanning Mobility Particle Sizer). Il SMPS in funzione presso INO (Grimm CPC model 5.403, colonna 5.5-990) misura la distribuzione dimensionale delle particelle tra 0.01 e 0.8 um, mentre l'OPS 1.109 Grimm misura tra 0.25 e 32 um. Unendo le due informazioni si ottiene la distribuzione in taglia completa delle polveri sospese, e tramite una ipotesi sulla densita' delle particelle si puo' stimare la massa sospesa "PMx" (massa di particolato di dimensioni inferiori a "x" um per metro cubo di aria in ug/m3), una misura consueta in quanto usata dalle autorita' di controllo di tutto il mondo per quantificare le polveri sottili. Si stimano con questo metodo PM1, PM2.5 e PM10. Le particelle che danno luogo al PM-1 sono spesso indicate come "nanopolveri". Ecco un lavoro in inglese che spiega particolato e tecniche di misura

 

I due strumenti in funzione presso il laboratorio LIDAR dell'INO CNR

 

 



 

Distribuzione in taglia ONLINE delle e polveri sottili presso INO CNR (Sesto Fiorentino)

(vedi anche l'articolo su INFORMATORE COOP 2010)

Nel grafico seguente e' riportata l'ultima misura di distribuzione in taglia delle polveri sottili osservate ad INO.
La curva mostra la quantita' di polveri sospese per le diverse dimensioni.

I circoli mostrano la misura ottenuta combinando i dati del SMPS e dell'OPC. Le curve colorate "a campana" mostrano le tre funzioni lognormali usate per fittare automaticamente i dati. La curva nera mostra la somma delle tre lognormali, curva che meglio approssima i dati sperimentali. La curva e' parametrizzata con 9 parametri (tre parametri per ciascuna lognormale) . La lognormale blu e' caratteristica delle polveri "grossolane", piu' grandi del micron. La lognormale rossa e' invece caratteristica delle nanopolveri emesse dalla combustione. Le unita' sono dN/dlog(D), uno standard nel mondo dell'aerosol...

 

LE POLVERI DURANTE TUTTA LA GIORNATA...

Nella figura a fianco presentiamo l'andamento (online) della distribuzione in taglia delle "nanopolveri" presso INO, ottenuta radunando le curve come quella qui sopra, via via ottenute dalle 0 alle 24. Si puoì cosi' seguire l'andamento nel tempo dei diversi "modi" delle polveri

-L'asse x rappresenta l'ora GMT (ora solare-1 ora)
-L'asse y rappresenta il diametro delle particelle in nanometri (1 nm= 0.001 um)
-I falsi colori rappresentano la concentrazione in unita' di misura poco familiari al grande pubblico ma utilizzate tecnicamente. Rosso indica concentrazioni piu' elevate. Particelle appena prodotte dalla combustione o piu' raramente in fenomeni naturali si localizzano attorno ai 30-50 nm di diametro. Particelle piu' "vecchie", che oramai sono invecchiate in atmosfera, indipendentemente dalla loro origine si situano attorno ai 100 nm di diametro. Tutte queste particelle subiscono il destino delle masse d'aria che le trasportano

 

I plot a falsi colori seguenti mostrano le distribuzioni in taglia della superficie e del volume delle particelle sospese.

In particolare la figura qui accanto mostra quali particelle contribuiscono di piu' alla superficie totale che gli aerosol espongono. La superficie guarda caso svolge un ruolo chiave nell 'impatto dell'aerosol sulla nostra salute secondo recenti ricerche. E guarda caso questa quantita', anche per motivi di costi, non viene ancora misurata dalle autorita' di controllo. Curioso, no? Si parla spesso solo di PM10, facile da misurare anche con tecniche obsolete, talvolta di PM2.5....molto raramente di PM1...ancora mai di superficie dell'aerosol!!

 

 

 

la figura qui accanto mostra quali particelle contribuiscono di piu' al volume sospeso. In questo caso le particelle piu' grossolane la fanno da padrone

Per saperne di piu' sulle....

distribuzioni in taglia

....segui questo link


 

 

 

 

 

 

 

 


 

PM10, PM2.5, PM1.......

Dalle distribuzioni in taglia riportate qui sopra possiamo calcolaree la quantita' di "polveri" espressa tradizionalmente in PMx (microgrammi a metro cubo di polveri di diametro inferiore al valore x espresso in micron).
PM10 e' la massa sospesa di particelle sotto 10 micron di diametro
PM2.5 e' la massa sospesa di particelle sotto 2.5 micron
PM1 e' la massa sospesa di particelle sotto 1 micron
Vale PM10>PM2.5>PM1

PMx ONLINE- Dati aggiornati ogni 10 minuti - INO CNR

Il plot superiore mostra i valori di PMx. Vale la pena (plot inferiore) anche valutare quanta della massa sospesa che respiriamo e' PM1 (nanopolveri) rispetto al totale (PM10) che inaliamo, vista la maggiore pericolosita' delle polveri piu' piccole.
In genere presso INO il PM1 rappresenta il 20-30% del PM10, mentre PM2.5 rappresenta circa il 50-60% del PM10.

Nel calcolare il PMx abbiamo considerato una densita' delle particelle pari a 1.6. Recenti lavori mostrano che 1.6 rappresenta una sovrastima della densita' reale in alcuni casi.
Vogliamo sottolineare che queste misure per quanto calibrate non rappresentano misure utilizzabili per fini ufficiali.

 

ALCUNI LAVORI SUGLI EFFETTI SANITARI DEL PARTICOLATO ATMOSFERICO

Un lavoro recente sugli effetti infiammatorii dell'aerosol urbano:

Kocbach, Pro-inflammatory potential of particles from residential
wood smoke and traffic: Importance of physicochemical characteristics

..Un report APAT sugli effetti sanitari del PM10 in 13 citta' italiane :

Martuzzi M. et al. Impatto sanitario di PM10 ed ozono in 13 citta' italiane- APAT 2007

E due articoli italiani sulle polveri sottili che passano nel sangue:

Gatti et. al. Detection of micro- and nano-sized biocompatible particles in the blood, J. of Material Science: materials in medicine 15 (2004) 469-472

Montanari S., Gatti. A.M., Nanopatologie, cause ambientali e possibilita' di indagine . Ambiente Risorse Salute 110, 2006

 

NEW: Nel 2012 le emissioni di particolato Diesel sono divenute

Agenti Cancerogeni Certi

 


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