Caratterizzazione di materiale particolato di interesse ambientale mediante tecnica combinata SdFFF-ETAAS

Il materiale particolato sospeso presente in aria e nelle acque naturali ha un ruolo determinante nel trasporto e nella diffusione ambientale di composti inquinanti. La conoscenza della distribuzione dimensionale per un particolato ambientale costituisce un’informazione utile a definire l’origine ed il destino di questi materiali. Particolarmente importante nei processi di trasporto risulta il contributo della frazione colloidale di diametro inferiore al micron che, oltre a rimanere in sospensione per tempi lunghi, offre un' area superficiale elevata, determinante nei processi di adsorbimento di contaminanti inorganici. Per i sedimenti ad esempio, questo tipo di caratterizzazione è utile negli studi ambientali di sistemi idrici situati in aree fortemente antropizzate. Per quanto riguarda il particolato atmosferico, una caratterizzazione integrata dimensionale e composizionale, è utile negli studi di tossicità che tale matrice manifesta sulla salute umana. Le tecniche di frazionamento del particolato sospeso, utilizzate per la caratterizzazione di sistemi dispersi, quali la Split-flow thin-channel fractionation (SPLITT) e Sedimentation field-flow fractionation (SdFFF), portano ad una elevata diluizione del campione da parte della soluzione di trasporto. Volendo analizzare il contenuto di componenti inorganici nella soluzione eluente risultano indispensabili tecniche analitiche di elevata sensibilità così da evitare lunghe e laboriose procedure di preconcentrazione del campione. Nel presente lavoro un sistema di separazione SdFFF è stato collegato in linea con uno spettrofotometro di assorbimento atomico con fornetto di grafite per la determinazione del contenuto di metalli nelle frazioni eluite. La combinazione delle due strumentazioni è stata possibile grazie ad un sistema di deposizione denominato Capillary Injection Device (CID) che permette la preconcentrazione in continuo, sulle pareti del fornetto, di soluzioni acquose a velocità dell’ordine di 1 ml/min. Il sistema è stato ottimizzato iniettando nella SdFFF sospensioni a contenuto noto di particelle di ossido di ferro con granulometria inferiore al micron. Preconcentrando nel fornetto di grafite volumi di eluente in uscita dalla SdFFF dell'ordine del millilitro, a tempi regolari, è stato possibile valutare la percentuale di recupero del campione iniettato che è risultata essere superiore al 70% utilizzando una quantità di particolato iniettata 5 volte inferiore alla minima rilevabile utilizzando come rivelazione uno spettrofotometro UV-VIS. Tale strumentazione è stata utilizzata per la caratterizzazione di campioni di particolato atmosferico. In particolare è stato possibile misurare concentrazioni di cadmio nella soluzione in uscita dalla SdFFF dell’ordine di 10 ng/L con una deviazione standard relativa inferiore al 5%.