Breve descrizione
Tra gli inquinanti emergenti, le microplastiche sono diffuse in tutto il globo. In relazione alle loro dimensioni, queste particelle possono essere scambiate come particelle di cibo, possono essere ingerite e accumulate negli organismi, entrando così nella rete trofica. Considerata la loro persistenza ed abbondanza in tutti i comparti ambientali, le microplastiche costituiscono un rischio per l’ambiente e anche la salute umana. Possono inoltre essere vettori di altri inquinanti (inquinanti organici ed elementi in tracce), favorendone l’accumulo all’interno degli organismi. La definizione delle microplastiche è stata data dalla European Chemical Agency nel 2019 (ECHA, 2019): particelle contenenti polimeri solidi alle quali possono essere aggiunti additivi o altre sostanze, e dove più dell’1% w/w delle particelle presentano le dimensioni comprese tra 1nm ≤ x ≤ 5mm o per fibre di lunghezza compresa tra 3nm ≤ x ≤ 15mm, con rapporto lunghezza/diametro >3. Polimeri naturali che non hanno subito modificazioni chimiche (come l’idrolisi) sono esclusi da questa definizione (ECHA 2019). Le microplastiche possono essere primarie e secondarie; fonti di microplastiche primarie sono gli scarichi delle lavatrici, l’usura degli pneumatici, l’urban dust, cosmetici e prodotti per la cura della persona. Una analisi quantitativa accurata con una chiara identificazione del polimero sono necessarie per valutare correttamente l’impatto ambientale di questa classe di inquinanti e per poi progettare azioni correttive per la gestione ambientale.

Strumentazione
Micro-FTIR Nicolet™ iN™10 Infrared Microscope Thermo Scientific, microscopio ottico accoppiato ad uno spettroscopio IR; dotato di due detector: il primo che lavora a temperatura ambiente ((detector DTG (Deuterato Triglicina solfato)), il secondo raffreddato ad azoto liquido (Mercury Cadmium Telluride (MCT) detto anche cooled detector). Ha tre modalità di analisi: trasmissione, riflessione, ATR ed è dotato di videocamera digitale.

Matrice e tipo di misura
Analisi non distruttiva di campioni discreti di acqua marina, sedimenti, suolo, permafrost, acqua dolce, organismi (crostacei, bivalvi, pesci, ecc.), particolato atmosferico, neve, scarichi da lavatrici. Analisi di polimeri plastici, additivi plastici, composti inorganici, fibre naturali. Con il microFTIR è possibile quantificare le particelle/fibre microplastiche, gli additivi, ecc. presenti e simultaneamente identificare il polimero. Questo strumento viene impiegato nell’analisi delle microplastiche, ma è anche utilizzato per le discipline relative al restauro. Si possono analizzare microplastiche presenti in diverse matrici ambientali: dagli scarichi provenienti dalle lavatrici alle acque marine, dal permafrost ai fluidi biologici, ecc.
Per informazioni: Dr. Fabiana Corami - fabiana.corami AT cnr.it - CNR-ISP Sede di Venezia

Breve descrizione
Le attività sperimentali svolte presso il MicroChem Lab della sede di Roma si focalizzano sulla determinazione analitica di microinquinanti organici normati ed emergenti e dei loro metaboliti, finalizzate alla comprensione delle loro dinamiche di diffusione, distribuzione, persistenza e destino nei diversi comparti ambientali ed allo studio delle relazioni tra i cambiamenti climatici e la diffusione dei contaminanti a lungo e corto raggio. A tal fine, è necessaria la messa a punto e ottimizzazione di metodologie analitiche specifiche ed altamente sensibili che consentano la rilevazione di concentrazioni in traccia e sub-traccia degli analiti di interesse nelle diverse matrici.

Comparti ambientali di interesse
Le attività sono rivolte agli ecosistemi acquatici e terrestri, pertanto i comparti ambientali di interesse sono i seguenti: acque superficiali (marine, fluviali, lacustri), neve/ghiaccio, suoli, sedimenti, vegetazione acquatica e terrestre, biota.

Tecniche di studio
La determinazione dei microinquinanti organici di interesse viene eseguita mediante la combinazione di procedure di:
 - metodi di pretrattamento (es. liofilizzazione, filtrazione, etc);
 - metodologie estrattive e di purificazione (estrazione in fase solida-SPE, estrazione liquida pressurizzata-PLE, estrazione liquido-liquido-LL);
 - metodologie analitiche sensibili e selettive basate sull’accoppiamento di tecniche cromatografiche (HPLC o GC) e rivelazione mediante fluorescenza, FID-ECD, spettrometria di massa.

Strumentazione
Il laboratorio è fornito della seguente strumentazione:
 
Liofilizzatore da banco (LABCONCO) con display touchscreen e capacità da 2,5 L, per il pretrattamento di matrici solide da sottoporre ad estrazione liquida pressurizzata.
 
Solid Phase Extraction (SPE): Estrattore in fase solida a 12 porte dove alloggiare cartucce contenenti fasi adsorbenti specifiche per l’estrazione degli analiti di interesse da matrici liquide con connessione ad un sistema da vuoto.
 
Sonicatore (Branson, mod. 2510) per l’estrazione, con gli opportuni solventi, degli analiti di interesse da determinate matrici solide.
 
ASE 150 (Dionex, Thermoscientific), per l’estrazione liquida pressurizzata (PLE) di contaminanti da matrici solide
 
Speed Extractor E-916 (Buchi), per l’estrazione liquida pressurizzata (PLE) di 6 campioni in parallelo, anche con differenti metodologie.
 
Rotavapor R 100 (Buchi), munito di interfaccia elettronico per il controllo del sistema da vuoto e del refrigeratore a ricircolo.
 
Gas Cromatografo (Thermo Fisher, Trace 3000) accoppiato con rivelatore a spettrometria di massa(Thermo Fisher, ISQ7000). Il Sistema è munito di un autocampionatore per l’esecuzione di analisi in sequenza (Thermo Fisher. AI 1310). Tale Sistema è interamente gestito mediante il Chromeleon Software.
 
HPLC (sistema binario, Vanquish TM Core HPLC system, Thermo Scientific TM, Italia, Perkin Elmer, USA) accoppiato con rivelatore a spettrometria di massa ad altarisoluzione (Orbitrap Exploris 120, Thermo Scientific TM, Italia). Tale sistema è gestito mediante ilsoftware Xcalibur (versione 5.1).
 
Per informazioni: Dott.ssa Luisa Patrolecco – luisa.patrolecco AT cnr.it

Breve descrizione

Nel laboratorio SpeM, presso la sede di Venezia, i ricercatori si occupano della caratterizzazione chimica (elementi in traccia) ed isotopica (δD, δ¹³C, δ¹⁵N, δ¹⁸O) di matrici naturali e della determinazione del contenuto totale di carbonio e azoto (in suoli e sedimenti).

Per elementi in traccia si intendono tutti quegli elementi della tavola periodica presenti nelle matrici naturali con concentrazioni inferiori a 1 ppm (parti per milione). La quantificazione di tali elementi consente, oltre alla caratterizzazione chimica dei campioni esaminati, di valutare eventuali problemi di contaminazione, anche derivanti da attività umane, di comprendere gli scambi che possono avvenire tra i vari comparti dei diversi ecosistemi, di studiare l’origine e la provenienza degli elementi e di ricostruire variazioni temporali legate a cambiamenti climatici attuali e del passato.
Per isotopi si intendono atomi appartenenti ad uno stesso elemento chimico quindi con lo stesso numero atomico ma che differiscono per il numero di massa (differiscono cioè tra loro per il numero di neutroni contenuti all'interno del nucleo). Gli isotopi sono dunque uguali da un punto di vista chimico ma differenti da un punto di vista fisico. Si differenziano in stabili e instabili o radioattivi. Tra gli isotopi stabili più studiati troviamo l’ossigeno, il carbonio, l’idrogeno e l’azoto. Lo studio degli isotopi stabili valuta l’abbondanza relativa tra i vari isotopi di un elemento e dà una misura del rapporto tra uno degli isotopi pesanti e quello più leggero (il più abbondante in natura) di un determinato elemento. Tale rapporto in natura non è costante ma può variare in conseguenza di processi chimici, fisici e biologici che possono portare ad un impoverimento o ad un arricchimento di un isotopo rispetto all’altro nelle varie fasi di un sistema naturale: si parla di frazionamento isotopico. Gli isotopi stabili hanno applicazioni fondamentali per gli studi ambientali e paleoambientali. Ad esempio, la misura di δ¹⁸O in una carota di neve/ghiaccio consente di effettuare una ricostruzione dell’andamento della temperatura nel passato.

Strumentazione

                            Element XR                                                                                           DeltaV Advantage                                                                                          Elemental Analyzer Flash2000HT

ICP-SFMS Element XR Thermo Scientific equipaggiato con vari sistemi di introduzione del campione (spray-chamber Scott-type in PFA; spray-chamber ciclonica, in vetro o in PFA, raffreddata con sistema Peltier; sistema APEX-ESI dotato di spray-chamber ciclonica riscaldata e di un sistema di raffreddamento per la riduzione delle interferenze da ossidi e doppie cariche sia in vetro che in PFA, resistente all’acido fluoridrico; sistema ARIDUS-CETAC dotato di spray-chamber in PFA riscaldata e di membrana riscaldata, per l’abbattimento di ossidi e doppie cariche). Lo strumento è inoltre dotato di autocampionatore protetto da una cappa a flusso laminare che mantiene pulita l’area dove si trovano i campioni durante le sessioni di analisi.
Per informazioni: Dr. Giulio Cozzi - giulio.cozzi AT cnr.it - CNR-ISP Sede di Venezia

IRMS DeltaV Advantage Thermo Scientific con: GasBench (con autocampionatore), Analizzatore Elementale (Elemental Analyzer Flash HT con doppia fornace, due autocampionatori per solidi e un autocampionatore per liquidi e ConFloIV) e Gascromatografo (GC Trace con autocampionatore).
Per informazioni: Dr. Clara Turetta - clara.turetta AT cnr.it - CNR-ISP Sede di Venezia

EA Elemental Analyzer Flash2000HT Thermo Scientific con doppia fornace, due autocampionatori per solidi e un autocampionatore per liquidi.
Per informazioni: Dr. Clara Turetta - clara.turetta AT cnr.it - CNR-ISP Sede di Venezia

Matrice e tipo di misura
ICP-SFMS: neve/ghiaccio, acqua di mare, acque superficiali e sotterranee, acque interstiziali. Determinazione di elementi in traccia e subtraccia (da ppb a ppq).

IRMS - Gas-Bench: Acque (neve/ghiaccio, acqua di mare, acque superficiali e sotterranee, acque interstiziali), carbonati (foraminiferi, carbonati s.s.). Determinazione di δD, δ¹³C, δ¹⁸O.
IRMS - EA: suoli, sedimenti, biota. Determinazione di δ¹³C, δ¹⁵N.

EA: suoli, sedimenti, biota. Determinazione di azoto totale (TN), carbonio totale (TC) e di carbonio organico (OC).

La Stazione Mario Zucchelli (MZS) è situata a 74°42’ S e 164°07’ E, ad una quota di 15 m slm su un promontorio granitico nella Baia di Terranova (Mare di Ross - Antartide).
La stazione è stata intitolata alla memoria dell’ing. Mario Zucchelli che per sedici anni ha guidato l'Unità di ENEA per l'Antartide (ENEA-UTA). La stazione, attiva dal 1985 ma operativa solo durante l’estate australe, sostiene tutte le attività di ricerca del Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA).
Per maggiori informazioni visita il sito www.pnra.aq