Misure dell'abbondanza isotopica nel vapor d'acqua attraverso spettroscopia CRDS: caratterizzazione di un modello analitico di analisi in continuo.

Abstract

Il mio lavoro di tesi si focalizza sullo sviluppo e la messa a punto di un metodo di analisi in continuo della composizione isotopica del vapor d’acqua utilizzando uno strumento a spettroscopia laser ad onda continua (CW-CRDS) prodotto dall’azienda Picarro, modello L1102-i, ideato per effettuare analisi in discontinuo partendo da campioni d’acqua. Abbiamo realizzato un apparato e sviluppato una tecnica che permettano di registrare in continuo i valori dei rapporti isotopici di idrogeno ed ossigeno e la concentrazione di acqua in ppmv del vapore atmosferico proveniente dall’ambiente esterno. In questa maniera è possibile aumentare la risoluzione temporale delle misure della composizione isotopica da giorni a minuti. Inoltre i valori relativi al vapor d’acqua dell’aria esterna al Campus Scientifico di Ca’Foscari registrati in continuo sono stati confrontati con i risultati ottenuti dall’analisi discreta, sempre tramite Picarro, del vapore esterno condensato attraverso un campionamento condotto mediante intrappolamento criogenico. La procedura per calibrare e validare il sistema prevede la produzione di vapore a composizione isotopica nota iniettando in maniera uniforme e continua, tramite una pompa a siringa, uno standard interno al laboratorio in una linea costantemente scaldata a 170°C all’interno della quale si fa flussare N2 gassoso secco come carrier di miscelazione. In questo modo si riesce ad ottenere la completa ed istantanea vaporizzazione dell’acqua standard, generando quindi vapore dalla ben definita composizione in dD e d18O. La determinazione dei rapporti isotopici avviene tramite lo strumento Picarro succitato. Per provare l’accuratezza e la riproducibilità dell’apparato e del sistema di calibrazione sono state registrate rette di taratura con diversi standard ed è stato confrontato il valore con quello ottenuto con una diversa tecnica analitica: la spettroscopia di massa IRMS (Isotope Ratio Mass Spectrometry). È quindi possibile ricalibrare i dati grezzi ottenuti in continuo dallo strumento e renderli confrontabili con i dati reali e della comunità internazionale.