Determinazione di metalli in tracce in campioni di materiale particellato sospeso prelevato in acque antartiche

Abstract

Il presente lavoro di tesi si inserisce nel progetto SIGNATURE, finanziato dal MIUR attraverso il PNRA durante la XXXIX Spedizione in Antartide. Le analisi sono state condotte nei laboratori di Chimica Analitica e Ambientale e di Microscopia dell'Università di Genova. L'Antartide e l'Oceano Meridionale rivestono un ruolo fondamentale nel sistema climatico globale, influenzando la circolazione atmosferica e oceanica. In particolare, il Mare di Ross è un'area di formazione dell'Antarctic Bottom Water (AABW), che alimenta la circolazione termoalina degli oceani. Recenti studi segnalano variazioni nelle proprietà fisiche e biogeochimiche delle masse d'acqua, rendendo necessario un monitoraggio continuo. In questo lavoro sono stati analizzati campioni di particellato marino sospeso (SPM) raccolti in aree strategiche del Mare di Ross, con l'obiettivo di determinarne la composizione elementare e identificare potenziali elementi particellati come traccianti chimici di particolari masse d'acqua. I campioni sono stati trattati con due miscele acide (HNO₃ + H₂O₂ e HNO₃ + H₂O₂ + HF), valutando bianchi procedurali, LOD e accuratezza tramite materiali di riferimento certificati. La determinazione di 25 elementi è stata effettuata tramite ICP-AES e ICP-MS, selezionando la tecnica più idonea per ciascun analita. Inoltre, su alcuni campioni è stata eseguita una caratterizzazione morfologica con microscopia a scansione ad emissione di campo (FE-SEM). I risultati forniscono nuovi dati sulla composizione dell'SPM e contribuiscono alla comprensione dei processi biogeochimici e delle dinamiche delle masse d'acqua nel Mare di Ross.

This thesis work is part of the SIGNATURE project, funded by MIUR through PNRA during the XXXIX Antarctic Expedition. Analyses were conducted in the Analytical and Environmental Chemistry and Microscopy laboratories of the University of Genoa. Antarctica and the Southern Ocean play a fundamental role in the global climate system, influencing atmospheric and oceanic circulation. In particular, the Ross Sea is an area of Antarctic Bottom Water (AABW) formation, which feeds the thermohaline circulation of the oceans. Recent studies indicate changes in the physical and biogeochemical properties of the water masses, necessitating continuous monitoring. In this work, suspended marine particulate matter (SPM) samples collected from strategic areas of the Ross Sea were analysed to determine their elemental composition and identify potential particulate elements as chemical tracers of particular water masses. Samples were treated with two acidic mixtures (HNO₃ + H₂O₂ and HNO₃ + H₂O₂ + HF), evaluating procedural blanks, LOD and accuracy using certified reference materials. The determination of 25 elements was performed by ICP-AES and ICP-MS, selecting the most suitable technique for each analyte. In addition, morphological characterisation by field emission scanning microscopy (FE-SEM) was performed on some samples. The results provide new data on the composition of the SPM and contribute to the understanding of biogeochemical processes and water mass dynamics in the Ross Sea.