ITMI20081308A1

ITMI20081308A1 - Campionato degli inquinanti dell'aria

Info

Publication number: ITMI20081308A1
Application number: IT001308A
Authority: IT
Inventors: Antonio Proto
Original assignee: Aquaria S R L
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2010-01-19

Description

CAMPIONATORE DI INQUINANTI DELL'ARIA

RIASSUNTO

Campionatore d'aria per i! monitoraggio della presenza di inquinanti atmosferici o altre sostanze dotato di un substrato per l'assorbimento di dette sostanze composto da un ossido o idrossido metallico o da una miscela di ossidi o idrossidi metallici

DESCRIZIONE DI BREVETTO PER INVENZIONE

DESCRIZIONE

La presente invenzione è relativa a un campionatore d'aria utilizzato per monitorare la presenza di inquinanti atmosferici sia di natura inorganica che organica.

Le strategie di monitoraggio degli inquinanti atmosferici messi a punto fino ad oggi sono essenzialmente due e si distinguono in base alia metodologia di campionamento ed analisi. La prima forma di monitoraggio prevede la individuazione degli inquinanti con tecniche spettroscopiche effettuate in situ su volumi di aria opportunamente prelevati attraverso apparecchi definiti "centraline di monitoraggio". In tal modo è possibile eseguire un elevatissimo numero di determinazioni tali da consentire una accurata analisi statistica dei dati e valutare, per un certo inquinante, le concentrazioni medie (oraria, giornaliera, annuale), nonché il numero di volte in cui il limite superiore è stato valicato, come previsto dalie normative vigenti.

L'altra forma di monitoraggio si realizza attraverso l'assorbimento degli inquinanti su opportuni substrati e la successiva analisi in laboratorio con le convenzionali tecniche analitiche, dopo aver desorbito gli inquinanti termicamente o chimicamente. Questo secondo tipo di monitoraggio, che presenta un notevole vantaggio economico, può essere ancora suddiviso in due modalità: uno attivo che prevede un sistema di aspirazione dell'aria,analogamente alle centraline di monitoraggio, ed uno passivo, molto piu semplice, che prevede un campionamento sugli analoghi substrati assorbenti della modalità attiva, ma che si realizza captando gli inquinanti che diffondono con l'aria attraverso opportune membrane o substrati

In questo caso l'arte nota prevede che il substrato assorbente utilizzato per il campionamento di composti organici volatili sìa il carbone attivato di origine vegetale o minerale, o i setacci molecolari, mentre per i composti inorganici con carattere acido sì utilizza la trietaionammina, per l'acido cloridrico la silice e per l'acido solfidrico l'acetato di zinco.

L'utilizzo di diversi substrati, specifici e selettivi, per gli inquinanti dipende da molti fattori, tra cui la possibilità di effettuare il desorbimento termico o di effettuare analisi chimiche con rivelatori spettroscopici o attraverso la cromatografia ionica

L'impiego di differenti substrati comporta un processo produttivo complesso e costoso, vista la necessità dì utilizzare varie sostanze chimiche a seconda degli inquinanti che si intende campionare.

Scopo del presente trovato è quello di realizzare un campionatore che consenta di monitorare contemporaneamente sia inquinanti di tipo inorganico sia un'ampia classe di inquinanti di tipo organico

Altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un campionatore che come substrato utilizzi un solo composto, anziché una moltitudine di composti

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un campionatore che sia semplice ed economico da produrre

Questi ed altri aspetti saranno più chiari alia lettura di un modo preferito di realizzare il presente trovato, da leggere a titolo esemplificativo e non limitativo dei più generali concetti rivendicati

La descrizione che segue fa riferimento ai disegni allegati in cui. - la figura 1 è un cromatogramma di sostanze inorganiche di un campionamento d'aria eseguito con il campionatore secondo la presente invenzione

- la figura 2 è un cromatogramma di sostanze organiche volatili di un campionamento d'aria eseguito con il campionatore secondo la presente invenzione

Il substrato utilizzato nella presente invenzione è un composto inorganico basico, ossido o idrossido dei metalli dei gruppi 1, 2 e 3 opportunamente purificato, posto in fiale per campionamento attivo o in campionatori passivi aventi differenti forme geometriche Esperimenti di laboratorio hanno infatti dimostrato che ossidi metallici puri o miscele degli stessi consentono di campionare contemporaneamente sia inquinanti di tipo inorganico come ad esempio N02, S02, HCI, HF H2S e C02, ma anche un'ampia classe di inquinanti di tipo organico, aventi costante di ionizzazione acida espressa come pKa (ossia come -log Ka) inferiore a 45 Verrà ora illustrata la realizzazione di un campionatore secondo la presente invenzione attraverso un procedimento che si divide in due fasi: la prima fase consiste nella purificazione del composto inorganico utilizzato come substrato, la seconda fase consiste nel posizionamento di detto substrato all'interno di un contenitore di forma adatta, ad esempio un campionatore assiale o radiale, di tipo noto.

Una realizzazione preferita del presente trovato prevede l’utilizzo di ossido di calcio come substrato, tale sostanza tuttavia deve essere in forma più pura rispetto a quanto reperibile normalmente sul mercato.

La fase di purificazione prevede quindi che del carbonato di calcio in polvere, contenente eventuali impurità, venga posto in un estrattore in continuo di tipo Soxhlet, noto allo stato dell'arte, in atmosfera di anidride carbonica Utilizzando acqua distillata come iiquido estraente si riscalda affinché la sua evaporazione e successiva condensazione possa realizzare un ciclo di svuotamento del ditale contenente il carbonato ogni 15 minuti. L'estrazione dura almeno 12 ore e al termine di questo processo il carbonato di calcio purificato si pone in un forno a 1000 °C per almeno 10 ore, al fine di trasformarlo in ossido di calcio che, una volta raffreddato, si conserva in atmosfera di azoto.

La seconda fase realizzativa prevede che l'ossido di calcio così preparato, o altro ossido o miscela di ossidi preparati e purificati in modo simile, venga posizionato in un campionatore attivo o passivo che successivamente verrà esposto agli inquinanti atmosferici per il tempo necessario alla misurazione.

Facendo riferimento alla figura 1 , per la determinazione degli inquinanti inorganici il desorbimento è stato effettuato trattando detto substrato con acqua distillata e l'analisi eseguita sulla fase liquida al cromatografo ionico, secondo una tecnica già nota. I due tracciati indicati con 1 e 2 rappresentano rispettivamente il cromatogramma di un campionatore esposto agli inquinanti e il cromatogramma di un campionatore non esposto. Si evidenziano due picchi relativi agli ossidi di azoto (N02<'>ed N03<”>) che indicano come il campionatore esposto agli inquinanti abbia assorbito detti ossidi, dimostrando che il substrato secondo la presente invenzione è adatto al campionamento di sostanze inorganiche Facendo riferimento alla figura 2, per la determinazione degli inquinanti organici il desorbimento è stato effettuato trattando il substrato con opportuni solventi organici, quali cloroformio o acetonitrile, e l'analisi eseguita sulla fase organica via gas cromatografia, secondo una tecnica già nota. I picchi indicati con i numeri 3, 4 e 5 sono relativi rispettivamente all'isovaleraldeide, al clorobenzene e alla butirraideide, evidenziando come dette sostanze organiche volatili vengano efficacemente campionate per mezzo del substrato secondo la presente invenzione.

Utilizzando quindi un substrato composto unicamente da ossidi o idrossidi dei metalli del gruppi 1, 2 e 3, come l'ossido di calcio descritto nella realizzazione preferita del trovato, si possono produrre campionatori attivi o passivi per l'adsorbimento o il chemioassorbimento di inquinanti inorganici od organici dì semplice realizzazione e con costi contenuti per il monitoraggio di sostanze inquinanti atmosferiche

Claims

RIVENDICAZIONI 1 Campionatore d'aria per il monitoraggio della presenza di inquinanti atmosferici o altre sostanze dotato di un substrato per l'assorbimento di dette sostanze caratterizzato dal fatto che detto substrato è composto da un ossido o idrossido metallico o da una miscela di ossidi e/o di idrossidi metallici.
2. Campionatore d'aria per il monitoraggio della presenza di inquinanti atmosferici o altre sostanze secondo la rivendicazione precedente caratterizzato dal fatto che detto substrato è composto da un ossido o idrossido dei metalli dei gruppi 1, 2 e 3 o da una miscela degli stessi.
3. Campionatore d’aria per il monitoraggio della presenza di inquinanti atmosferici o altre sostanze secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto substrato è composto da ossido di calcio.
4. Campionatore d'aria per il monitoraggio della presenza di inquinanti atmosferici o altre sostanze secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto ossido o idrossido metallico o detta miscela sono ottenuti attraverso purificazione in un estrattore di tipo Soxhlet o con altri procedimenti noti.
5. Campionatore d'aria per il monitoraggio della presenza di inquinanti atmosferici o altre sostanze secondo le rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il desorbimento degli inquinanti organici avviene trattando detto substrato con solventi organici e l’analisi si esegue attraverso cromatografia liquida ad alta pressione o gas cromatografia 6 Campionatore d'aria per il monitoraggio della presenza di inquinanti atmosferici o altre sostanze secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il desorbimento degli inquinanti inorganici avviene trattando detto substrato con acqua distillata e l'analisi si esegue sulla fase liquida attraverso cromatografia ionica