Lo scorso anno il laboratorio di analisi inorganica dell'Empa ha ottenuto lo status di "Laboratorio di riferimento" nell'ambito del progetto ProSUM, finanziato dall'UE. Campioni a grana fine di rifiuti di triturazione da auto rottamate, Qui finiscono i rifiuti elettronici o le miniere di tutta Europa. I chimici dell'Empa scoprono cosa c'è in loro, cosa vale la pena estrarre e cosa potrebbe essere pericoloso per il personale degli impianti di riciclaggio.

"Occhiali su - e non toccare nulla, "dice Renato Figi, capo del laboratorio di analisi inorganica dell'Empa. Non appena entriamo nel suo laboratorio, ci rendiamo conto che questo saluto un po' insolito ha perfettamente senso:ci sono bicchieri di verde, soluzioni gialle e color mandarino in piedi nella cappa. Il bicchiere di mandarino è coperto da un vetro d'orologio, quale Figi, indossare guanti protettivi, rimuove e risciacqua accuratamente con acqua distillata. "Il bicchiere contiene acqua regia, una miscela di acido cloridrico concentrato e acido nitrico." Una goccia sulla tua camicia e puoi baciarla addio; se ti schizza negli occhi, è un viaggio immediato in ospedale per te.

Però, non sono solo i visitatori di laboratorio ad aver bisogno di protezione dalle soluzioni caustiche; va in entrambe le direzioni. Dopotutto, si tratta di quantità misurate in "parti per miliardo" (ppb). O per dirla in altro modo:un miliardesimo di grammo della sostanza in esame in un grammo di sostanza campione. Un granello di polvere di strada, un fiocco di forfora:questo sarebbe già fatale per il livello di precisione che i chimici dell'Empa stanno cercando di raggiungere.

Per il progetto ProSUM, Figi e il suo team hanno analizzato campioni granulati provenienti da diversi gruppi di rifiuti:dispositivi elettrici ed elettronici macinati, rottami di veicoli, ogni sorta di batterie sminuzzate e rifiuti minerari. La decodifica di un campione inizia a secco, con un'analisi di fluorescenza a raggi X (XRF). "Grazie a questo dispositivo, possiamo trovare ogni elemento più pesante del fluoro con peso atomico 19 fino all'uranio con peso atomico 238, " spiega Figi. Molti laboratori di analisi del settore si accontentano di questo tipo di analisi; la loro accuratezza, però, termina nell'intervallo percentuale.

Per scendere al livello ppb, hai bisogno della buona vecchia chimica umida:i campioni vengono versati in un contenitore di teflon insieme all'acido nitrico concentrato, perossido di idrogeno, acqua regia o anche acido fluoridrico e riscaldato a temperature fino a 280 gradi Celsius in uno speciale forno a microonde. Figi:"Questo dissolve la maggior parte delle cose, bar un paio di composti fluorurati con terre rare." I campioni liquidi vengono poi atomizzati e analizzati in 18, plasma a 000 gradi. Ciò è fornito da due dispositivi speciali chiamati ICP-OES (Spettrometro di emissione al plasma ad accoppiamento induttivo) e QQQ-ICP-MS (Spettrometro di massa al plasma ad accoppiamento induttivo). Gli spettri risultanti - serie di figure in un tavolo da computer - vengono valutati sia da Figi che dalla sua collega Claudia Schreiner per evitare di perdere qualcosa. Ma è qui che inizia il vero lavoro investigativo.

Lasciare tracce – leggere tracce

Come Figi sa:molti elementi che sono presenti solo in piccole quantità nel campione potrebbero nascondersi dietro altri componenti più dominanti. Ferro e nichel, ad esempio, sono vicini in termini di peso atomico, cioè non sono sempre facili da distinguere nello spettrometro di massa. Però, i detective della chimica hanno un asso nella manica:"Possiamo rimuovere gli elementi indesiderati dalla soluzione usando una reazione chimica, " spiega Figi. "Faccio precipitare il ferro dalla soluzione come ossido di ferro, lasciando solo il nichel nello spettro di massa - e posso determinare la quantità esatta nel campione." A volte il chimico fa anche un passo avanti e aggiunge una piccola quantità di un elemento, che sospetta sia nel campione, lo analizza nuovamente allo spettroscopio e confronta i risultati. Questo è noto come "spiking".

"Finisci per stupirti di tutte le cose che puoi trovare in una normalità, asciugacapelli comune, " dice Figi. Non solo neodimio dai magneti per il motore elettrico dell'essiccatore - c'era da aspettarselo. Il team Empa ha trovato anche tracce di praseodimio e samario nei campioni. "Cercare tracce non significa solo riciclare i rifiuti nel modo più redditizio possibile, ", dice Figi. "Si tratta anche di proteggere dall'avvelenamento il personale degli impianti di riciclaggio". Ad esempio, se viene a contatto con acidi, un alto contenuto di arsenico in un campione può causare la formazione di arsina, un famigerato gas velenoso della prima guerra mondiale. "Ha un forte odore di aglio, " dice Figi. "Una zaffata e c'è solo una cosa da fare:vattene via di qui!"