Chimica dell'ambiente - modulo 1

CICLO C

Viene emesso come CO2, dovuto al processo di combustione ed eliminazione delle foreste. Una parte di CO2 viene disciolto come acido carbonico ed un suo aumento può portare pH acidi negli oceani. Il 30% di CO2 va in mare; il 50% in atm; il 20% va alle piante.

NPP: Produttività Primaria Netta

Misura la velocità di consumo di CO2 in atm.

CICLO S

Lo S è presente il lito-atm. L'atm continentale ha meno S dell'atm marina perché sotto forma di dimetilsolfuro, dato dalla decomposizione del DIMETILSOLFONIO. 36SO2, si trasforma, per ox a solfato e H2SO4 e poi viene rimosso per via umida o secca, formando SO4--. Molte specie hanno S e alcune sono poco reattive. S è legato all'attività dell'uomo. Le forme sono: SO2 e SO4-

SOLFURO DI CARBONILE

Più abbondante e poco reattivo. Raggiunge la stratosfera dove per ox si trasforma in SO2.

CIRCOLAZIONE ATM (19/11/2019)

È dovuto allo spostamento delle masse di aria.

in zone dove è assorbita </> quantità di luce. L'assorbimento è verticale o orizzontale, dai tropici ai poli. Le masse di aria meno dense si sollevano, perché vanno incontro ad un gradiente negativo di P. Quando la differenza di P e T si annullano le masse si fermano. Le masse si raffreddano e raggiungono il punto in cui il vapore acqueo raggiunge il punto di saturazione, condensandosi e lasciando il calore latente. Il moto dell'aria è continuo. Le condizioni meteorologiche influenzano la qualità dell'aria e la circolazione atmosferica. La massa di aria ha P, T, V. L'espansione e la contrazione sono processi adiabatici (non avvengono scambi di calore). La T potenziale permette di lavorare con la temperatura e la velocità.

CIRCOLAZIONE GENERALE DELL'ATM.

La circolazione atmosferica è il 60%, mentre il 40% è dato dalla circolazione oceanica.

MODELLO DI HADLEY descrive un modello per la circolazione atmosferica. Se la terra non

hamoto rotazione, l'atm è contenuta in un area rettangolare, dove agli estremi ci sono zone più fredde. L'aria ai tropici sale (depressione) e ai poli scende (compressione). Quindi si crea una cella di circolazione: ci sono 2 circolazioni e il modello dice che ci sono 2 celle che avvolgono gli emisferi e circola dal polo all'equatore. C'è una differenza tra energia emessa ed assorbita. Il modello non considera la rotazione della terra intorno all'asse. La superficie terrestre e l'atm sono dati da 2 sistemi di riferimento.

FORZA DI CORIOLIS forza apparente che si osserva quando si segue un corpo dal sistema di rifermento, che deve essere di rotazione. Servono 3 celle:

1. Cella Hadley: fascia tropicale.
2. Cella polare: fascia polare.
3. Cella Ferrel : fascia temperata.

La cella 1 si interrompe in corrispondenza e si forma la cella 3 e poi la 2.

1) Emisfero nord; circolazione masse d'aria all'equatore fino al nord

rotazione diminuisce, la velocità aumenta fino alla costanza del momento angolare. Se la massa di aria si muove verso N, C sposta verso dx. (Ccresce al crescere della lat). STRATO GEOSTROFICO il moto delle masse sono trascurabili ad altitudine di 500m; gli spostamenti sono dati dai gradienti di P verticale e forze di C. Lo strato atm, dove avviene il movimento è detto STRATO GEOSTROFICO. Nello strato geostrofico si può raggiungere un equilibrio tra gradiente di P e forze di C. La forza di C è bilanciata dal gradiente di P e la direzione del flusso è al gradiente di P.

LEGGE DI BALLOT spalle al vento, emisfero N: sx : bassa P (il contrario al S) Dx: alta P In un'area di bassa P, le isobare sono cerchi concentrici con il minimo al centro; ma la forza di C spinge verso dx, quindi al N (dx); un minimo di P è dato da un moto antiorario a spirale verso il centro, con moto ascendente. Il contrario vale per una massa di aria di alta P, circondata da bassa.

P.8) INTRODUZIONE ALLE TECNICHE ICP-OES E ICP-MS (20/11/2019).

ICP-OES–> decomporre il campione, riducendolo allo stato atomico per misurare l'emissione successiva.

ICP-MS–> “ “ “ “ “ il rapporto tramassa e carica.

La spettrometria ad emissione atomica accoppiata induttivamente al plasma d'Argon (Inductively Coupled Plasma) con rivelatore ottico (ICP-OES), oppure la spettrometria di massa, sempre accoppiata ad ICP, sono tecniche utilizzate per la determinazione di elementi presenti in tracce. Sono attualmente tra le metodologie analitiche più frequentemente utilizzate nella determinazione dei metalli pesanti.

ICP-OES. Ci sono diverse sorgenti: fiamma, elettrotermica, arco e plasma. Il campione viene iniettato all'interno di una sorgente, nebulizzando prima la soluzione e per effetto del plasma si hanno gli atomi liberi, a cui viene misurata l'emissione. Il PLASMA contiene particelle ionizzate ed incamera energia con T= 10.000K.

Questa

All' eccitazione e alla raccolta dello spettro. SPETTROMETRIA DI MASSA. Il campione atomizzato il rapporto massa/carica. La particella carica che si muove incampo elettrico/ magnetico (vettore), dipende dalla carica e dalla V (vettore) in cuiviaggia. La forza deve rispettare la legge di Newton. 40Il rapporto è simile alla massa della specie ionizzata. Viene usata una SORGENTE DI IONI: Il campo magnetico crea deflessione e si può vedere continuo, se non ci sono collisioni, quindi si abbassa la P. Il flusso degli ioni della sorgente, deve essere particolare e deve seguire il campo magnetico. Quindi, si crea un FASCIO DI IONI, in modo che vanno in una direzione precisa che li porti al SELETTORE. Si perdono tanti ioni e quindi la sorgente deve averne tanti, sennò si ha poco segnale. NB. Il segnale dipende dall' intensità degli ioni della sorgente. Queste tecniche, permettono di avere una > precisione nel rilevare concentrazioni basse nei campioni. TIPI DI

RILEVATORI.

1. A TEMPO DI VOLO

   È basato sul campo elettrico; una particella carica subisce un'accelerazione e dipende dalla carica e dalla massa. Si conta l'arrivo della particella e in quanto tempo arrivano. Il problema è che i tempi si confrontano se si hanno le V iniziali tutte uguali. Ma generalmente non sono tutti uguali e i picchi risulteranno allargati.

   I tempi formano una distribuzione gaussiana, dove si hanno i valori medi. La media corrisponde al valore giusto. Se le righe sono larghe possono essere viste come 1. Per minimizzare tali effetti si può modificare la lunghezza del percorso.

2. FILTRO AL QUADRUPLO (4 poli)

   La particella carica passa nel quadruplo, detto filtro, perché in base al campo magnetico generato si fa passare solo un certo intervallo di massa carica. Il potenziale copre un grande intervallo.

   FASI:

   1. Preparazione del campione: portare allo stato fluido la sostanza iniziale.
   2. Nebulizzare: trasformazione del liquido in aerosol.

trascinato nel flusso.

3) Atomizzazione

4) Eccitazione/emissione

5) Separazione/rivelazione

41NEBULIZZATORE:

N. PNEUMATICO il campione è trascinato in un tubo capillare mediante un flusso di gas. Le gocce piccole sono portate al plasma e le grandi sono scartate.

N. ULTRASUONI cristallo di quarzo che produce ultrasuoni, che rompono il campione in gocce piccole.

PER CAMPIONI SOLIDI: si forma una dispersione di particelle solide e si sceglie il mezzo disperdente (SISTEMA SLURRY); oppure si usa un laser pulsato che vaporizza il campione (SISTEMA ABLAZIONE).

PRINCIPIO EMISSIONE ATOMICA Un fotone assorbito da un atomo, porta un e- allo stato eccitato e si può avere la riemissione del fotone. Le v emesse sono considerate di ogni atomo. L'intensità di emissione è proporzionale alla concentrazione.

SISTEMI