Analisi elementare e isotopica di precipitazioni atmosferiche polari

Abstract

Negli ultimi cinquant’anni, l’Artide ha subito un riscaldamento tre volte più rapido rispetto alla media globale, con conseguenze drastiche per l’ecosistema, in particolare nell’arcipelago delle Svalbard. Questo lavoro di tesi si inserisce nel progetto PRIN ROSETTA, che mira a studiare l’impatto degli eventi “Rain On Snow” (ROS) sulla composizione chimica della neve. Tale lavoro si è focalizzato sull’analisi elementare e isotopica del piombo di campioni di deposizioni umide e neve di trincea raccolti a Ny-Ålesund (Svalbard) nel periodo 2023-2024. La prima fase della ricerca ha valutato il metodo di trattamento ottimale dei campioni di deposizioni umide, confrontando due approcci tramite l’analisi di una soluzione standard e campioni reali di deposizioni di Genova. La successiva analisi elementare e isotopica dei campioni artici, effettuata tramite ICP-MS, ha permesso di identificare le principali fonti di emissione degli elementi. Ba, Co, Cr, Fe, Mn e V hanno mostrato un’origine prevalentemente crostale, mentre Ca, Mg, K e Sr un’origine prevalentemente marina. Gli elementi in tracce Cd, Cu, Zn e Pb hanno evidenziato un’origine prevalentemente antropica. L’analisi isotopica del Pb ha confermato l’origine antropica, identificando come principali fonti le emissioni da attività mineraria in Russia e Asia, con un contributo secondario da Canada e Stati uniti. I risultati ottenuti insieme a quelli delle altre unità operative, contribuiranno, a chiarire gli interrogativi del progetto ROSETTA, fornendo informazioni dettagliate sulle sorgenti e i processi di trasporto del particolato a Ny-Ålesund, valutando le variazioni delle proprietà fisico-chimiche del manto nevoso dopo eventi ROS e ricostruendo la frequenza e la distribuzione spaziale di tali eventi.

In the last fifty years, the Arctic ha warmed three times faster than the global average, with drastic consequences for the ecosystem, particularly in the Svalbard archipelago. This thesis work is part of the PRIN ROSETTA project, which aims to study the impact of “Rain On Snow” (ROS) events on the chemical composition of snow. This work focused on the elemental and lead isotopic analysis of wet deposition and trench snow collected in Ny-Alesund (Svalbard) in the period 2023-2024. The first phase of the research evaluated the optimal treatment method for wet deposition samples, comparing two approaches through the analysis of standard solution and real sample deposition from Genoa. The subsequent elemental and isotopic analysis of the Arctic sample, performed using ICP-MS, allowed the identification of main emission sources of the elements. Ba, Co, Cr, Fe, Mn and V showed a predominantly crustal origin, while Ca, Mg, K and Sr a predominantly marine origin. The trace elements Cd, Cu, Zn and Pb showed a predominantly anthropogenic origin. The Pb isotopic analysis confirmed the anthropogenic origin, identifying as main sources emissions from mining activities in Russia and Asia, with e secondary contribution from Cananda and United States. The results obtain, together with those of the other research units, will contribute to clarifying the questions of the ROSETTA project, providing detailed information on the sources and transport processes of particulate matter in Ny-Ålesund, evaluating the variations in the physic-chemical properties of snowpack after ROS events, and reconstructing the frequency and spatial distribution of these events.