Metodo per la determinazione del mercurio

Speciazione per misure di convalida di un metodo per la determinazione del mercurio nell’aria ambiente e nella deposizione

Finanziato da: EC DG Ambiente / NEN / CEN / CMC / DIN (Contr. No. CENT/TC 264/WG 25/335)

Periodo:  settembre 2006-dicembre 2008

Introduzione

 L’obiettivo considerato nel Sesto programma d’azione per l’ambiente è raggiungere livelli di qualità dell’aria che non diano luogo a impatti inaccettabili e rischi per la salute umana e l’ambiente. La Comunità sta agendo a molti livelli per ridurre l’esposizione all’inquinamento atmosferico: attraverso la legislazione CE, attraverso il lavoro a livello internazionale più ampio al fine di ridurre l’inquinamento transfrontaliero, lavorando con i settori responsabili dell’inquinamento atmosferico e con le autorità nazionali, regionali e attraverso ricerca. Il mercurio è un inquinante particolarmente insidioso e difficile da gestire. La sua capacità di esistere in diversi stati fisici e forme chimiche alle condizioni di temperatura e pressione comunemente incontrate e la propensione a subire trasformazioni biologiche, significa che è soggetto a cambiamenti complessi e difficili da prevedere nella concentrazione e nella forma. Gli studi di monitoraggio ambientale devono quindi considerare una varietà di cambiamenti fisici, reazioni geochimiche e interazioni biochimiche nel tentativo di comprendere le condizioni locali specifiche che contribuiscono ai livelli di mercurio riscontrati in diversi ecosistemi ambientali.

Per valutare la quantità di mercurio presente nell’aria, nell’acqua, nel suolo, nel biota e in altri ecosistemi ambientali sono state eseguite diverse misurazioni su scala globale utilizzando una varietà di metodi di campionamento e tecniche analitiche che stanno appena diventando disponibili e stanno vedendo un uso limitato nei progetti di ricerca . Tuttavia, l’applicazione di metodi di campionamento e analitici diversi potrebbe portare a risultati non equivalenti. La politica dell’Unione europea sulla qualità dell’aria mira a sviluppare e attuare metodi standard adeguati per la valutazione della qualità dell’aria. L’obiettivo generale della “Direttiva quadro” (FWD) è definire i principi di base di una strategia comune al fine di valutare i seguenti obiettivi:

  • Definire e stabilire obiettivi per la qualità dell’aria ambiente nella Comunità (per 13 sostanze inquinanti atmosferiche, compreso il mercurio) intesi a evitare, prevenire o ridurre gli effetti nocivi sulla salute umana e sull’ambiente nel suo complesso;
  • Valutare la qualità dell’aria ambiente negli Stati membri sulla base di metodi e criteri comuni;
  • Ottenere informazioni adeguate sulla qualità dell’aria ambiente e garantire che siano messe a disposizione del pubblico, tra l’altro mediante soglie di allarme;
  • Per mantenere la qualità dell’aria ambiente dove è buona e migliorarla in altri casi.

Gli obiettivi di qualità ei metodi di valutazione sono stabiliti dalle “Direttive Figlie” 2004/107 / CE relative ad arsenico, cadmio, mercurio, nichel e idrocarburi policiclici aromatici nell’aria pubblicate nel gennaio 2005.

Seguendo i requisiti della quarta direttiva figlia, gli Stati membri dovranno misurare il mercurio gassoso totale (TGM) nell’aria ambiente e la deposizione totale di mercurio. Diversi laboratori europei eseguono la determinazione con metodi manuali e automatizzati per valutare le concentrazioni ambientali di TGM e la deposizione di flussi di mercurio attraverso percorsi di deposizione umidi e secchi. Pertanto, vi è una forte necessità di elaborare metodi standard europei completamente convalidati e tracciabili che garantiscano la rappresentatività, la comparabilità, l’accuratezza e la precisione dei dati misurati da tutti gli Stati membri e l’adozione del protocollo QA / QC standard. La disponibilità di metodi standardizzati sarà quindi fondamentale per un’efficace attuazione della legislazione CE sulla qualità dell’aria ambiente e per armonizzare i dati attuali sulla qualità dell’aria.

Attualmente non esiste un metodo standard per la determinazione della concentrazione ambientale di mercurio gassoso totale. In questa fase esiste solo il metodo standard europeo per la determinazione della concentrazione di mercurio nei campioni di acqua (EN 13506) ma non esiste un metodo standard per la determinazione del mercurio nelle precipitazioni, sebbene i metodi di riferimento OSPAR / EMEP siano attualmente disponibili per TGM e mercurio in precipitazione.

Il metodo standardizzato per la misurazione delle concentrazioni di mercurio gassoso totale nell’aria ambiente deve essere un metodo automatizzato basato sul campionamento mediante trappole d’oro e analisi mediante spettrometria di assorbimento atomico a vapore freddo / spettrometria di fluorescenza atomica a vapore freddo.

Descrizione

Il lavoro tecnico include i test di convalida per il mercurio gassoso totale (TGM) e la deposizione di mercurio. Per validare un metodo, sarà necessario conoscere le prestazioni del metodo e, quindi, caratterizzarlo attraverso la valutazione di alcune caratteristiche (es. Specificità / selettività, ripetibilità / riproducibilità, linearità, limite di rivelazione). Devono essere testati metodi per le concentrazioni di TGM così come diversi tipi di campionatori di deposizione (bulk, Bergerhoff e wet-only) e gli esperimenti per la loro valutazione saranno definiti e ottimizzati. Metodi di campionamento e analisi saranno testati per un periodo di 12 mesi in siti sia locali / industriali che di fondo (costieri / rurali). Per convalidare il metodo elaborato, i test sul campo saranno effettuati in quattro diversi siti di misurazione europei (2 locali / industriali e 2 remoti / di fondo). I test di convalida sul campo dureranno due mesi in ciascuna delle quattro stazioni.

 

Mercurio gassoso totale (TGM) nell’aria ambiente

Gli strumenti devono essere situati in quattro località in Europa (due siti costieri / di fondo e due siti locali / industriali). I requisiti del sito devono essere conformi alla descrizione nella direttiva 2004/107 / CE. Il campo di lavoro di un metodo standardizzato dovrebbe, infatti, coprire le concentrazioni nell’aria ambiente nei siti di fondo (costieri / rurali) e nei siti locali / industriali al fine di stabilire procedure tecniche che forniscano risultati di qualità su un’ampia gamma di applicazioni (livelli di concentrazione per cui si applicano i metodi). Si prevede di effettuare il confronto incrociato in due siti di background e in due siti locali / industriali. Per i siti costieri / rurali è preferibile una stazione di tipo EMEP per ridurre i rischi di contaminazione. L’ubicazione dei siti deve tenere conto delle differenze nella composizione degli aerosol (cioè, polvere sahariana, urbana, continentale, marina), condizioni meteorologiche prevalenti e tipo di sorgenti di emissione (es. combustione di carbone, inceneritori cloro-alcalini, rifiuti solidi). Si prevede quindi che i due siti costieri / di fondo siano situati uno nell’Europa meridionale e uno nel Nord Europa, mentre i due siti locali / industriali dovranno essere situati in aree caratterizzate da diverse tipologie di sorgenti di emissione, in particolare una situata in prossimità di un centrale a carbone in cui la maggior parte delle emissioni di mercurio è in forma elementare gassosa (Hg 0) (> 50%) e un secondo sito deve essere situato vicino a un inceneritore per lo smaltimento dei rifiuti o un impianto cloro-alcalino che sono entrambi rappresentativi di emissioni elevate percentuali (> 60%) di ossidi composti di mercurio (cioè, HgCl 2). inceneritori di rifiuti solidi). Si prevede quindi che i due siti costieri / di fondo siano situati uno nell’Europa meridionale e uno nel Nord Europa, mentre i due siti locali / industriali dovranno essere situati in aree caratterizzate da diverse tipologie di sorgenti di emissione, in particolare una situata in prossimità di un centrale a carbone in cui la maggior parte delle emissioni di mercurio è nella forma elementare gassosa (Hg 0) (> 50%) e un secondo sito deve essere situato vicino a un inceneritore per lo smaltimento dei rifiuti o un impianto cloro-alcalino che sono entrambi rappresentativi di emissioni elevate percentuali (> 60%) di ossidi composti di mercurio (cioè, HgCl 2). inceneritori di rifiuti solidi). Si prevede quindi che i due siti costieri / di fondo siano situati uno nell’Europa meridionale e uno nel Nord Europa, mentre i due siti locali / industriali dovranno essere situati in aree caratterizzate da diverse tipologie di sorgenti di emissione, in particolare una situata in prossimità di un centrale a carbone in cui la maggior parte delle emissioni di mercurio è nella forma elementare gassosa (Hg 0) (> 50%) e un secondo sito deve essere situato vicino a un inceneritore per lo smaltimento dei rifiuti o un impianto cloro-alcalino che sono entrambi rappresentativi di emissioni elevate percentuali (> 60%) di ossidi composti di mercurio (cioè, HgCl 2).

 

Le misurazioni TGM verranno effettuate nei seguenti siti:

  • Un sito remoto / di sfondo dell’Europa centrale / settentrionale (entroterra);
  • Un sito industriale dell’Europa centrale e settentrionale (vicino a una centrale a carbone);
  • Un sito remoto / sullo sfondo dell’Europa meridionale (costiero);
  • Un sito industriale dell’Europa meridionale (vicino a un impianto di cloro-alcalino o inceneritore);

Per ogni sito sarà responsabile un laboratorio (lab A, B, C, D).

  • R: Italia (CNR-Institute for Atmospheric Pollution, Rende) Opererà e gestirà il sito remoto / di fondo dell’Europa meridionale (sito costiero).
  • B: Spagna (Instituto de Salud Carlos III, Madrid) Gestirà e gestirà il sito industriale dell’Europa meridionale (vicino a un impianto di cloro-alcalino o inceneritore).
  • C: Svezia (IVL) Gestirà e gestirà il sito remoto / di fondo dell’Europa centrale / settentrionale (sito costiero).
  • D: Belgio (VMM) Gestirà e gestirà il sito industriale dell’Europa centrale e settentrionale (vicino a una centrale a carbone).

Deposizione di mercurio

Diversi tipi di campionatori di deposizione come Bulk, Bergerhoff e campionatori per solo umido verranno utilizzati per ottenere campioni di precipitazione parallela per l’analisi del mercurio.

Si propone che le apparecchiature attualmente utilizzate in Europa vengano testate per due volte 6 mesi. Far funzionare in parallelo due campionatori Wet only, due Bulk e quattro Bergerhoff per eseguire misurazioni duplicate. I campionatori di deposizione verranno utilizzati per raccogliere per un periodo di campionamento di 6 mesi volumi di precipitazione sufficienti per l’analisi da parte di almeno due laboratori per eseguire un ampio esercizio di analisi di confronto. Lo scopo del confronto incrociato è valutare la riproducibilità del campionamento alla rinfusa, Bergerhoff e solo umido, nonché confrontare i metodi di campionamento.

I campioni verranno raccolti settimanalmente solo per il Bulk e Wet, e 4 settimanalmente per il Bergerhoff. L’apparecchiatura deve essere collocata in un sito remoto (costiero / rurale) e in una stazione locale (urbano / industriale). Le stazioni di prelievo saranno gestite da personale qualificato coinvolto nel Gruppo di Lavoro. Pertanto è previsto che l’intero test di validazione coinvolga due laboratori, uno per ogni sito. Per il sito costiero / rurale è preferibile una stazione di tipo EMEP per ridurre i rischi di contaminazione. Verrà fornito un rapporto QA / QC completo e dettagliato sui risultati ottenuti dai campionatori alla rinfusa, Bergerhoff e solo umido.

  • Il 20% dei campioni Bulk verrà inviato a un secondo laboratorio dei laboratori partecipanti;
  • Il 20% dei campioni Wet only verrà inviato ad un secondo laboratorio dei laboratori partecipanti;
  • Il 20% dei campioni Bergerhoff sarà inviato a un secondo laboratorio dei laboratori partecipanti.

Si propone che i seguenti laboratori siano responsabili dell’esecuzione delle prove sul campo sopra descritte:

  • Laboratorio A:Slovenia (IJS) con il contributo di PSA e UBA per analizzare il 20% dei campioni
  • Laboratorio B:Svezia (IVL) con il contributo di PSA e UBA per analizzare il 20% dei campioni

 

Obiettivi

Sebbene siano disponibili diverse tecniche automatizzate e manuali per determinare le concentrazioni di TGM nell’aria ambiente, non esiste un metodo standardizzato per produrre dati di misurazione di una qualità nota e verificabile e che siano di qualità sufficiente a soddisfare gli obiettivi generali dell’indagine di monitoraggio della qualità dell’aria. In questa fase esiste solo il metodo standard europeo per la determinazione della concentrazione di mercurio nei campioni di acqua (EN 13506) ma non esiste un metodo standard per la determinazione del mercurio nelle precipitazioni.

La disponibilità di metodi standardizzati per il TGM nell’aria ambiente e la deposizione di mercurio sarà fondamentale per un’efficace attuazione della legislazione CE sulla qualità dell’aria ambiente e per armonizzare i dati attuali sulla qualità dell’aria.

L’obiettivo generale è elaborare metodi standard europei completamente convalidati e tracciabili per TGM nell’aria ambiente e mercurio totale nei campioni di precipitazione che garantiranno la rappresentatività, la comparabilità, l’accuratezza e la precisione dei dati misurati da tutti gli Stati membri e l’adozione dello standard QA / QC protocollo.

 

Partner 

Consiglio Nazionale Delle Ricerche Istituto sullInquinamento Atmosferico (CNR-IIA)– Coordinatore

  • Vlaamse Milieumaatschappij (VMM), Belgium
  • Institute Salud Carlos III (ISC) Centro Nacional de Sanidad Ambiental, Spain
  • CNational Physical Laboratory (NPL), UK
  • Institut Jozef Stafan – (IJS)Department of Environmental Sciences, Slovenija   
  • Swedish Environmental Research Institute IVL,Sweden

 

Membri CEN/TC 264/WG 25

 

  • Consiglio Nazionale Delle Ricerche Istituto sullInquinamento Atmosferico (CNR-IIA), Italy
  • Nederlands Normalisatie-Instituut (NEN) – Netherlands Standardization Institute, Germany
  • Norwegian Institute for Air Research (NILU),Norway 
  • Umweltbundesamt,Germany
  • EC – DG (JRC)– Institute for Environment and Sustainability, Italy
  • National Physical Laboratory (NPL),UK
  • Vlaamse Milieumaatschappij (VMM), Belgium 
  • AEA Technology,UK
  • Hungarian Standards Institution (MSZT),Hungary
  • Institute Salud Carlos III (ISC) Centro Nacional de Sanidad Ambiental, Spain 
  • Umweltbundesamt GmbHAir Quality Control, Austria
  • Institut Jozef Stafan – (IJS), Department of Environmental Sciences, Slovenija  
  • Health & Safety Laboratory, UKited Kingdom
  • Institut National de l’Environnement Industriel et des Risques (INERIS) Parc Technologique, France
  • National Institute for Public Health and the Environment (RIVM), The Netherland 
  • Kornyezetvèdelmi ès Vizugyi, Hungary 
  • Swedish Environmental Research Institute(IVL), Swedish 
  • Commission on Air Pollution Prevention KRdL, Germany
  • Keris Ltd., UK
  • PS-AnalyticalInstruments Ltd, UK