Application of a short-term method and analysis of atmospheric particulate samples via SEM-EDX = Applicazione di un metodo per il campionamento a breve termine e analisi di campioni di particolato atmosferico via SEM-EDX

This study aimed to develop a method of short-term sampling (60-120 minutes) and subsequent chemical and morphological analysis of PM (Particulate Matter) by scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy (SEM-EDX). The PM samplings (respirable PM fraction - PM4) were carried out through a filter-based technique at a traffic site and a rural site (and related background sites). The analyses of the collected filters, aimed at the chemical and morphological characterization of the particles, were performed via SEM-EDX, after metallization. The applied sampling and analysis methods proved to be adequate for the study conducted and the objectives set. The sampling times used for this study made it possible to obtain a sample characterized by an optimal number of particles for the analysis. The characterization of the sample was therefore complete and exhaustive, making it possible to determine the morphologies and identify the particulate “classes” (in terms of compositional characterization) most present in the investigated sites. Based on the results of this study, it is possible to state that the choice of a sampling time (60-120 min) shorter than the typical sampling period used in other studies (up to 24h) based on a characterization of the PM via SEM-EDX was a valid choice for the purposes of the analysis. The sampling time of 60-120 minutes was in fact optimal for subsequent analyses, as it made it possible to (i) obtain a heterogeneous and representative sample, (ii) characterized by a PM load suitable to allow a correct chemical-morphology characterization of particles. Starting from the study reported here, one of the possible developments could be that of the application of the experimental design in other contexts, alerted by high temporal variability of exposure concentrations to PM, such as occupational contexts.

L’obiettivo dello studio è stato quello dello sviluppo di un metodo di campionamento short-term (60-120 minuti) e successiva analisi chimico-morfologica del PM (Particulate Matter) tramite microscopia elettronica a scansione e spettroscopia a dispersione di energia (SEM-EDX). I campionamenti sono stati condotti presso un sito di traffico e un sito rurale (e relativi siti di background): la raccolta di PM (frazione respirabile - PM4) è stata eseguita via campionamento attivo indiretto. Le analisi dei filtri raccolti, finalizzate alla caratterizzazione chimica e morfologica delle particelle, sono state eseguite via SEM-EDX, previa metallizzazione degli stessi. Le metodologie di campionamento e analisi applicate si sono rivelate adeguate allo studio condotto e agli obiettivi prefissati. I tempi di campionamento utilizzati hanno permesso infatti di ottenere campioni caratterizzati da un numero di particelle ottimale per l’analisi. La caratterizzazione del campione è quindi risultata completa ed esaustiva, permettendo di determinare le morfologie e individuare le “classi” di particolato (in termini di caratterizzazione composizionale) maggiormente presenti nei siti indagati. Basandosi sui risultati di questo studio, è quindi possibile affermare come la scelta di un tempo di campionamento più breve (60-120 minuti), rispetto a quello tipicamente utilizzato in altri studi (fino a 24 ore) basati su una caratterizzazione del PM via SEM-EDX, sia stata una scelta valida ai fini dell’analisi. Il tempo di campionamento è risultato infatti ottimale ai fini dell’obiettivo del lavoro, in quanto ha consentito di (i) ottenere un campione sufficientemente eterogeneo e rappresentativo della composizione del PM, oltre che (ii) caratterizzato da un carico di materiale idoneo ad una corretta analisi chimico-morfologica delle particelle Partendo dallo studio qui riportato, uno dei possibili sviluppi potrebbe essere quello dell’applicazione del medesimo disegno sperimentale in altri contesti, caratterizzati da una elevata variabilità temporale delle concentrazioni di esposizione a PM, come i contesti occupazionali.