Descrizione del modulo "Ciclo degli inquinanti a diverse scale spaziali e nelle aree polari (TA.P02.023.007)"

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  • Descrizione del modulo "Ciclo degli inquinanti a diverse scale spaziali e nelle aree polari (TA.P02.023.007)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Il principale obiettivo della ricerca all'interno della presente commessa e' quello di ottenere informazioni utili a comprendere il ciclo degli inquinanti rilevanti per le proprietà di trasporto, di ossidazione e di alterazione della composizione dell'atmosfera tale da influenzare i cambiamenti climatici su scala regionale e nelle aree polari. Tale obiettivo viene perseguito attraverso diverse fasi necessarie e, quindi, collegate tra di loro e che comprendono l'attivita' sperimentale di campo, studi di laboratorio ed attivita' modellistica in modo da ottenere precise informazioni sullo stato del sistema atmosferico e climatico polare rispondendo al bisogno collettivo di capire e prevedere i cambiamenti climatici globali. (literal)
Tematiche di ricerca
  • Le tematiche di ricerca della Commessa rientrano in un contesto scientifico internazionale sviluppandosi nell'ambito Progetti Europei e Programmi/Convenzioni Internazionali (GMOS, UNECE-LRTAP, GEO-Task HE-09-02d, AMAP). In particolare, i temi di ricerca sono:- Determinazione delle diverse specie di mercurio nei comparti ambientali (aria, acqua, neve);- Determinazione dei flussi di Hg alle interfacce aria-acqua-neve-ghiaccio;-Caratterizzazione dei processi collegati alla chimica del Hg, processi ossidativi, chimica degli alogeni, etc.-Studio dei fenomeni di deplezione del Hg0 nelle aree polari e deposizione dei suoi prodotti di ossidazione;-Processi che determinano l' attivazione del nitrato nella neve che portano alla formazione delle specie azotate reattive (i.e.,NO, NO2, e HONO) che influenzano a loro volta il bilanciamento ossidativo nella troposfera polare;- Determinazione dei flussi dei composti carbonilici;- Caratterizzazione chimica del particolato organico e inorganico; -Studio delle proprietà chimicho/fisiche della neve, valori di pH, radiazione sopra e dentro la neve che influiscono nei meccanismi di formazione dei microinquinanti. (literal)
Competenze
  • La Commessa include tutte le competenze necessarie per l'attività di ricerca prevista considerando le esperienze del personale coinvolto nel coordinamento di progetti europei/nazionali/cooperazioni internazionali relativi alle tematiche della commessa e nella realizzazione di numerose campagne di monitoraggio i cui risultati sono pubblicati in riviste ISI e capitoli di libri internazionali.Le competenze riguardano:studio della chimica del Hg,dei composti reattivi dell'azoto e degli alogeni dei composti carbonilici(formaldeide,acetaldeide,acetone);caratterizzazione del particolato organico/inorganico;determinazione dei flussi chimici del mercurio e di diverse specie e bilanciamenti di massa sopra le superfici di interscambio; studio del trasporto turbolento all'interfaccia atmosfera-ecosistema; implementazione di tecniche micrometeorologiche per la misura dei flussi di Hg0, CO2, O3, CH4 e VOCs in ecosistemi terrestri;studio dei fenomeni della fotolisi dell'ozono, di quelli legati alla radiazione solare e ai gas serra;metodologie di analisi e di campionamento;studio della chimica/fisica della neve;realizzazione/gestione di banche dati/metadati;studi di campo in siti remoti. (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • L'attività di ricerca di questa commessa soprattutto nelle aree polari ha un'immediata ricaduta tecnologica in quanto per tali ambienti è richiesto (i) lo sviluppo di opportune e sensibili strumentazioni per le condizioni ambientali estreme, (ii) l'approfondita conoscenza ed esperienza per l'interpretazione dei dati e dei processi chimici atmosferici mai studiati in tali ambienti, (iii) lo scambio scientifico a livello nazionale ed internazionale attraverso collaborazioni, pubblicazioni scientifiche e partecipazioni a congressi. (literal)
Obiettivi
  • L'obiettivo generale è quello di definire i livelli di fondo di inquinanti di particolare interesse nel quadro della normativa europea ed i meccanismi chimico-fisici che caratterizzano i processi alle interfacce aria/acqua/neve/ghiaccio su scala regionale e globale (aree polari). L'attività si collega principalmente allo studio della chimica del Hg, delle specie azotate, organiche (VOCs e OVOC, questi ultimi di particolare interesse nelle aree polari per la formazione di O3 attraverso reazioni della frazione carbonilica con OH ed NO3), O3, alogeni, aerosols, radiazione solare e caratterizzazione chimico-fisica della neve. Gli obiettivi prevedono: determinazione delle specie di Hg, NOx, OVOC/VOCs, aerosols nelle diverse matrici e definizione dei parametri qualitativi/quantitativi caratterizzanti il ciclo degli inquinanti su scala globale (aree remote) e regionale;-sviluppo di metodologie di analisi e di campionamento di specie chimiche in atmosfera e nell'aria interstiziale della neve per valutare i flussi di interscambio;-Studio dei processi/reazioni che intervengono nella distribuzione/trasformazione delle diverse specie nelle matrici e alle interfacce;proprietà radiometriche neve (literal)
Stato dell'arte
  • Gli obiettivi della commessa rientrano in un contesto internazionale finalizzato all'avanzamento delle conoscenze dei meccanismi chimico-fisici che governano il ciclo di inquinanti (i.e., Hg, NOx, O3, VOC/OVOC) a scala globale. La commessa si sviluppa nell'ambito di progetti europei (es. GMOS),coordinato dall'IIA, in cui i siti polari, DOME-C (Antartide)e Ny-Alesund (Artico) sono parte di GMOS, della GEO-Task HE-09-02d. Gli \"Eventi di Deplezione del Mercurio\" (AMDEs) nelle aree polari, durante i quali si ha la conversione del Hg gassoso (Hg0) nelle forme reattive e biodisponibili, Hg(II), avvengono contemporaneamente alla Deplezione dell'Ozono implicando per entrambe le specie reazioni omogenee e/o eterogenee con specie alogene reattive (Br e BrO). Risultano, pertanto, misure combinate O3-Hg, alogeni, NOx, VOC/OVOC etc. per comprendere i processi chimico-fisici coinvolti. Inoltre, la neve rappresenta un ottimo \"sink\" per le diverse specie oggetto di studio che depositandosi attraverso reazioni/processi fotochimici/biologici vengono riemesse. Da qui, la necessità di determinare i livelli di Hg, NOx, O3, alogeni, VOCs nella neve/icepack ed i flussi di scambio alle interfacce. (literal)
Tecniche di indagine
  • Sono stati pubblicati diversi articoli su riviste internazionali in cui sono riportate le metodologie utilizzate per ogni attività scientifica della commessa. Le tecniche principali di indagine sono: -Tecniche per lo studio della speciazione chimica delle diverse specie di mercurio atmosferico; -Tecniche per la determinazione delle diverse specie di mercurio nelle acque e nelle precipitazioni atmosferiche; - Tecniche micrometeorologiche per la determinazione dei flussi di interscambio aria-acqua-neve-ghiaccio: a) tecnica della correlazione turbolenta e b) tecnica \"Relaxed Eddy Accumulation\"; - Tecniche per la caratterizzazione chimica e fisica del materiale particellare; - Tecniche per la determinazione dei parametri chimici e fisici della neve; - Tecniche per la misura della radiazione solare a differenti scale spaziali; - analisi ed elaborazione dati per la validazione di modelli chimici per la valutazione dei vari processi chimici e fisici nell'atmosfera; - raccolta ed elaborazione della terminologia di riferimento; - distribuzione granulometrica del materiale particellare. (literal)
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