Metodo svizzero per studiare gli inquinanti ambientali

Composti chimici sotto forma di aerosol danneggiano lo scudo di ozono nei cieli dell'Antartide. M. Van Woert/www.photolib.noaa.gov

L'innovativa tecnica consente di analizzare la composizione delle goccioline di liquido nell'aria.

L’atmosfera del nostro pianeta non è solo una miscela di gas. Contiene anche aerosol: goccioline di liquido e microscopici cristalli, tanto leggeri da galleggiare nell’aria. Nelle nuvole, per esempio, l’acqua è presente sotto forma di vapore e, contemporaneamente, di minuscole gocce allo stato liquido e cristalli di ghiaccio.

L’importanza della scoperta

Anche le sostanze inquinanti responsabili delle piogge acide e della distruzione dello scudo di ozono, come i composti del cloro, dell’acido nitrico e dell’acido solforico, sono diffuse nell’atmosfera come aerosol.

Conoscere, con esattezza, la loro composizione chimica sulla superficie e all’interno delle goccioline sarebbe di grande aiuto agli scienziati, che studiano i fenomeni atmosferici. Ma le tradizionali tecniche di analisi, che prevedono l’uso di elettroni accelerati o raggi x in un ambiente sotto vuoto, sono troppo aggressive per campioni così delicati e provocano l’evaporazione delle gocce di liquido.

In anteprima su Science

Il nuovo metodo per analizzare con precisione gli aerosol, in condizioni analoghe a quelle naturali, senza distruggerli è stato messo a punto da un gruppo di ricercatori dell’Istituto per le scienze atmosferiche e climatiche del Politecnico di Zurigo.

La tecnica, descritta sull’ultimo numero della rivista Science, si basa sull’utilizzo di un fascio di particelle di carica positiva, nuclei di elio, che vengono scagliate contro una minuscola goccia del composto da analizzare. Una parte dei proiettili rimbalza contro gli atomi superficiali della goccia, altri riescono a penetrare nel liquido e rimbalzano contro gli atomi degli strati interni del campione.

Dai solidi ai liquidi

Misurando l’energia di tutte le particelle rimbalzate, i ricercatori stabiliscono la specie chimica di ciascun atomo urtato e la sua profondità nella goccia. Da queste informazioni ricavano la concentrazione dei diversi elementi chimici sia sulla superficie che all’interno del campione.

La tecnica, nota come Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS), in passato era stata applicata solo a campioni solidi, come granelli di polvere. Per adattarla alle goccioline di liquido, instabili e delicate, gli scienziati di Zurigo hanno approntato una camera mantenuta a temperatura costante con l’aiuto di un computer, al cui interno sono riprodotte condizioni di umidità e di composizione dei gas atmosferici identiche a quelle naturali.

Maria Cristina Valsecchi