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Rilevamento del piombo nel suolo: Gli analizzatori XRF rilevano la durevole contaminazione del suolo da vernice e benzina

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Analisi di piombo nel suolo mediante un analizzatore XRF

Il piombo è un metallo pesante presente naturalmente nella crosta terrestre. L'intensa estrazione e il diffuso uso del piombo in diversi prodotti (es: benzina e vernice) ha aumentato la concentrazione di piombo nel suolo e nell'aria.

Sebbene le normative statunitensi hanno vietato il consumo di benzina e vernice contenenti piombo in modo da ridurne l'esposizione, il piombo non si dissolve dall'ambiente con il passare del tempo. Di conseguenza il piombo aggiunto al suolo nel passato rimane un pericolo per l'ambiente e la nostra salute.

I pericoli per la salute dell'esposizione da piombo

Non esiste un livello di sicurezza dell'esposizione da piombo e un'esposizione eccessiva può nuocere al cervello, al sistema nervoso e ai reni. L'avvelenamento da piombo rappresenta un grave rischio per salute per i nascituri e i neonati, visto che assorbono e accumulano il piombo più facilmente rispetto ai bambini e gli adulti. Può rallentare l'accrescimento e lo sviluppo, portando a dei deficit intellettivi e causando dei problemi di apprendimento e comportamentali.

L'esposizione da piombo nel suolo rappresenta maggiormente un pericolo per i bambini in aree urbane a alta densità abitativa con un elevato traffico a causa dei veicoli che hanno utilizzato benzina e vernice contenete il piombo, come ad esempio numerose case costruite negli Stati Uniti prima della fine degli anni 70. Il piombo nei suoli delle aree urbane contribuiscono inoltre alla presenza di polvere nelle case, rappresentando un grave pericolo di esposizione per i bambini.

Analisi del suolo per il piombo mediante gli analizzatori XRF portatili: Una ricerca

Un semplice metodo per analizzare la presenza di piombo nel suolo è quello della fluorescenza a raggi X, in genere conosciuto con l'acronimo XRF. Gli analizzatori XRF portatilisono strumenti portatili da campo che possono essere usati per analizzare rapidamente il suolo per individuare la presenza di piombo e metalli pesanti attraverso un'analisi elementare direttamente sul posto. Attualmente numerose ricerche si affidano agli analizzatori XRF portatili per analizzare il suolo in riferimento al piombo.

Un esempio è una recente ricerca che ha analizzato l'impatto della pedogenesi dei suoli di aree urbane da parte di benzina e vernice a Durham (Carolina del Nord). In termini semplici, la pedogenesi dei suoli di aree urbane rappresenta il processo di evoluzione del suolo nel corso del tempo per cause naturali e antropiche.

L'obiettivo del progetto di ricerca è stato quello di quantificare le concentrazioni di piombo (Pb) nella parte superficiale del suolo nell'area urbana. Questa ricerca si è concentrata su: adiacenze della rete stradale e aree residenziali; strade con elevato e basso volume di traffico; abitazioni di epoca di costruzione variabile e quartieri. Un altro obiettivo è consistito nel determinare il modo in cui la pedogenesi di suoli nelle aree urbane modifica le concentrazioni di Pb nella parte superficiale del suolo nel corso del tempo.

Processi di evoluzione dei suoli di aree urbane che ridistribuiscono il piombo nel corso del tempo

Figura 1. Schema sui processi di evoluzione dei suoli di aree urbane che mobilitano e ridistribuiscono il piombo (Pb) nel suolo nel corso del tempo, in base a quattro componenti dello schema generale sulla pedogenesi del 1959 di Simonson.

Per la ricerca sono stati prelevati dei campioni di suolo dalle strade, dalle proprietà residenziali e dalle aree golenali. I campioni sono stati seccati, setacciati e posizionati in coppette portacampioni con pellicola Mylar. Un analizzatore XRF portatile (specificamente l'analizzatore della serie Vanta™ M con un tubo a raggi X da 50 kV) è stato usato per analizzare i campioni di suolo per determinare la loro composizione elementare.

Gli elementi misurati includono: fosforo (P), potassio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), manganese (Mn), zinco (Zn), ferro (Fe) e metalli in tracce, incluso il piombo (Pb). Con l'analizzatore XRF sono stati analizzati un totale di 133 campioni di suolo.

Dopo l'analisi, i ricercatori hanno individuato una correlazione tra livelli elevati di piombo e età dell'abitazione. In altri termini, più è datata un'abitazione, maggiore è l'esposizione del piombo nel suolo circostante. La ricerca ha inoltre determinato che i processi di evoluzione del suolo in aree urbane tendono a ridurre e eliminare la contaminazione da piombo nel suolo originata da vernice e benzina. Questi risultati potrebbero contribuire a orientare le misure di salute pubblica da adottare per ridurre l'esposizione al piombo.

La ricerca è stata pubblicata in un recente articolo, “Urban-Soil Pedogenesis Drives Contrasting Legacies of Lead from Paint and Gasoline in City Soil”, avente come autori: Anna M. Wade, Daniel D. Richter, Christopher B. Craft, Nancy Y. Bao, Paul R. Heine, Mary C. Osteen e Kevin G. Tan.

Per approfondire la ricerca consultare qui l'articolo.

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Senior Product Manager, Analytical Instruments

Michael Hull is senior product manager in Evident’s Analytical Instruments division. Day-to-day, he assists XRF users in finding tailored solutions. Michael has a PhD in inorganic chemistry from the University of Notre Dame. He utilizes X-ray techniques for structural characterization, compositional determination, and analytical identification. He was a faculty member at Northwest Missouri State University before joining Evident and has been a visiting researcher at Rice University and the Colorado School of Mines.

settembre 21, 2021
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