Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione ......32 canali dimensionali. Nanoparticle...

34
Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione alla gestione del rischio Ing. Fabio Boccuni INAIL Dipartimento di Medicina, Epidemiologia, Igiene del Lavoro ed Ambientale Roma Seminario Nanotecnologie e nanomateriali Firenze - 5 Novembre 2015

Transcript of Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione ......32 canali dimensionali. Nanoparticle...

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ese

nsi

bil

e,co

nse

nte

di

ind

ivid

uar

eco

nfa

cili

tàle

fasi

crit

ich

ed

im

aggio

rees

posi

zio

ne

lavora

tiva

du

ran

tela

pro

du

zio

ne

di

NM

I.

Ese

mp

i d

i st

rum

en

tazio

ne r

eal-ti

me

Cen

trali

na M

icro

cli

mati

ca B

ABU

C

Bab

uc/

un

ast

azio

ne

mic

rocl

imat

ica

port

atil

ein

gra

do

di

acq

uis

ire,

vis

ual

izzar

e,m

emori

zzar

e,ed

elab

ora

red

iver

segra

nd

ezze

amb

ien

tali

.Le

son

de

uti

lizzat

ep

eri

nost

risc

op

ih

ann

ola

poss

ibil

ità

di

rile

var

eu

mid

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rela

tiva,

tem

per

atu

rae

vel

oci

tàd

elven

to.

Per

met

ted

im

on

itora

rele

con

diz

ion

icl

imat

ich

eco

nle

qu

ali

ven

gon

oef

fett

uat

ii

cam

pio

nam

enti

per

poi

esse

reco

nfr

on

tate

con

id

ati

ott

enu

ti.

Inca

sod

isi

mu

lazio

ni

inla

bora

tori

oco

nse

nte

last

and

ard

izzaz

ion

ed

elle

con

diz

ion

icl

imat

ich

esp

erim

enta

li.

Page 18: Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione ......32 canali dimensionali. Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) Il NSAM (mod. TSI 3550), attraverso il modello di convoluzione

Fast

Mob

ilit

yPart

icle

Siz

er

(FM

PS)

IlFM

PS

(mod

.T

SI3

09

1)

èin

gra

do

di

effe

ttu

are

un

aca

ratt

eriz

zaz

ion

ed

imen

sion

ale

con

con

tem

pora

nea

mis

ura

inco

nce

ntr

azio

ne

di

par

tice

lle

sub

mic

rom

etri

che

inu

nam

pio

inte

rval

lod

imen

sion

ale

com

pre

sofr

a5,6

e5

60

nm

.

poss

ibil

ere

aliz

zar

em

isu

razio

ni

inte

mp

ore

ale

con

riso

luzio

ne

di

un

am

isu

rap

erse

con

do

;h

a2

2el

ettr

om

etri

posi

zio

nat

iai

lati

del

laco

lon

na

di

sep

araz

ion

ech

eco

nver

ton

oil

segn

ale

acq

uis

ito

in3

2ca

nal

id

imen

sion

ali.

Nan

op

art

icle

Su

rface A

rea M

on

itor

(NSA

M)

IlN

SAM

(mod

.T

SI3

55

0),

attr

aver

soil

mod

ello

di

con

volu

zio

ne

pu

bb

lica

toC

om

mis

sion

on

Rad

iolo

gic

alPro

tect

ion

(IC

RP-6

6),

con

sen

ted

im

isu

rare

sup

erfi

cial

ed

ip

arti

cell

ech

esi

dep

osi

tan

on

eip

olm

on

i,co

nu

nd

iam

etro

geo

met

rico

che

va

da

10

nm

a1

µm

(rip

ort

ata

com

m2/c

m3),

corr

isp

on

den

teal

lare

gio

ne

trac

heo

bro

nch

iale

(TB)

oal

lare

gio

ne

alveo

lare

(A).

Ese

mp

i d

i st

rum

en

tazio

ne r

eal-ti

me

Page 19: Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione ......32 canali dimensionali. Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) Il NSAM (mod. TSI 3550), attraverso il modello di convoluzione

Ese

mp

i d

i st

rum

en

tazio

ne r

eal-ti

me

Mis

ura

tore

di

Ozon

poss

ibil

ela

form

azio

ne

di

nan

oae

roso

ld

iori

gin

ese

con

dar

iap

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nom

eni

di

nu

clea

zio

ne

du

ran

tela

reaz

ion

etr

aV

OC

se

O3,[V

uT

P,

etal

.2

01

1;

Vaa

ttovaa

raP,

etal

.2

00

9],

che

poss

on

oin

flu

enzar

ele

mis

ure

effe

ttu

ate,

èq

uin

di

imp

ort

ante

mon

itora

rele

con

cen

traz

ion

id

iO

3n

egli

amb

ien

tid

ila

voro

dove

son

op

rese

nti

div

erse

poss

ibil

ifo

nti

emis

sive

(es.

stam

pan

tila

ser,

foto

cop

iatr

ici,

ecc.

).

Mod

el4

9C

èu

nfo

tom

etro

che

sfru

tta

ilp

rin

cip

iod

ella

luce

ult

ravio

lett

a(U

V)

da

par

te3

adu

na

lun

gh

ezza

di

25

4n

m.

Qu

esto

stru

men

toco

nse

nte

un

aac

qu

isiz

ion

eogn

i2

0se

cco

nu

nli

mit

ed

id

eter

min

azio

ne

di

g/L

,ovver

o2

µg/m

3,

qu

ind

ip

arti

cola

rmen

tead

atto

aca

mp

ion

amen

tiat

mosf

eric

i,si

ain

door

che

ou

tdoor.

PA

S2000

IlPA

S2

00

0b

asa

ilsu

ofu

nzio

nam

ento

sul

pri

nci

pio

del

lafo

toio

niz

zaz

ion

ese

lett

iva

deg

liIP

A,

adso

rbit

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lle

sup

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cid

egli

aero

sol

carb

on

iosi

aven

tid

iam

etro

aero

din

amic

oco

mp

reso

tra

0,0

1e

1,5

µm

,co

nu

nte

mp

od

iri

spost

ad

i1

0se

c,u

nli

mit

ed

iri

levab

ilit

àd

i3

ng/m

3e

un

inte

rval

lod

im

isu

raco

mp

reso

fra

0e

10

00

ng/m

3,

dim

ost

ran

dosi

per

tan

tou

nval

ido

stru

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ton

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uta

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ne

del

con

trib

uto

dovu

toal

bac

kgro

un

de

ap

oss

ibil

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nti

emis

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div

erse

da

qu

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stre

ttam

ente

legat

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lap

rod

uzio

ne

(ter

mo

con

ver

tito

ri,

stam

pan

tila

ser,

attr

ezzat

ure

ind

ust

rial

i).

Page 20: Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione ......32 canali dimensionali. Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) Il NSAM (mod. TSI 3550), attraverso il modello di convoluzione

Ese

mp

i d

i st

rum

en

tazio

ne o

ff-l

ine

Nan

oM

ou

di

IlM

icro

Ore

fice

Un

iform

Dep

osi

tIm

pac

tor

(Nan

oM

ou

di-II

12

2R

),è

un

imp

atto

rea

casc

ata

iner

zia

le:

pu

òca

mp

ion

are

polv

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fin

ie

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rafi

ni

per

dep

osi

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ne

del

lest

esse

che

imp

atta

no

sup

iatt

id

ica

mp

ion

amen

top

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nat

iin

seq

uen

za

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un

cili

nd

ro.

Con

sen

tela

racc

olt

ad

elp

arti

cola

tosu

filt

rid

id

iver

san

atu

ra,

inu

nam

pio

inte

rval

lod

imen

sion

ale

com

pre

sofr

a1

0n

me

10

µm

,co

nri

solu

zio

ne

dim

ensi

on

ale,

gra

zie

ai1

3st

adi

che

com

pon

gon

ola

colo

nn

ad

ise

par

azio

ne

.

FegSEM

con

son

da

ED

XM

icro

scop

ioEle

ttro

nic

oa

Scan

sion

eco

nso

nd

aED

Xp

ersu

sup

port

id

ial

lum

inio

(om

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lizzat

i).

Ilri

con

osc

imen

tod

elle

par

tice

lle

èp

oss

ibil

em

edia

nte

anal

isi

del

laco

mp

osi

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ne

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ttu

ata

con

mic

roso

nd

aED

Xe

con

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pro

gra

mm

aIN

CA

map

pin

gn

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mod

alit

àli

ne

scan

.In

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àli

ne

scan

èp

oss

ibil

eoss

ervar

ed

eise

gn

ali

rela

tivi

agli

elem

enti

chim

ici

che

com

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ole

par

tice

lle

(Al)

non

èd

isti

ngu

ibil

ein

qu

anto

cop

erto

dal

filt

ro.

Page 21: Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione ......32 canali dimensionali. Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) Il NSAM (mod. TSI 3550), attraverso il modello di convoluzione

HPLC

-IC

P-M

SIn

du

ctiv

ely

Cou

ple

dPla

sma

Mas

sSp

ectr

om

etry

(IC

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S):

èu

na

tecn

ica

anal

itic

ach

eco

nse

nte

lad

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min

azio

ne

di

met

alli

intr

acce

.I

lim

iti

di

rile

vab

ilit

àd

iq

ues

tate

cnic

ap

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on

oes

sere

note

volm

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bas

si,

dei

ng/L

;in

olt

reco

nse

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sim

ult

anea

inm

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iele

men

tori

vel

and

osi

così

,u

na

tecn

ica

alta

men

tese

nsi

bil

e,p

reci

sae

rap

ida.

Acc

op

pia

taad

un

Hig

hPer

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ance

Liq

uid

Ch

rom

atogra

ph

y(H

PLC

)si

poss

on

oef

fett

uar

esp

ecia

zio

ni

di

met

alli

qu

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Sb,

As,

Cr,

ecc.

Son

op

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ibil

iq

uin

di

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isi

di

met

alli

sufi

ltri

cam

pio

nat

ich

eco

nse

nto

no

sia

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dis

tin

gu

ere

ilb

ackgro

un

d,

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iden

tifi

care

iN

MI

nel

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con

ten

gan

om

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liu

tili

zzat

ip

erla

loro

sin

tesi

.

Ese

mp

i d

i st

rum

en

tazio

ne o

ff-l

ine

Gas

Ch

rom

ato

gra

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yM

ass

Sp

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om

etr

y(G

C-M

S)

poss

ibil

eco

nq

ues

tate

cnic

aef

fett

uar

ean

alis

id

ico

mp

ost

iorg

anic

ivola

tili

(VO

C)

qu

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Ben

zen

e,T

olu

ene,

p,m

,o-X

ilen

i,Eti

lben

zen

e,ec

c,o

com

post

iorg

anic

ise

miv

ola

tili

(SV

OC

),co

me

pla

stif

ican

ti,

rita

rdan

tid

ifi

amm

a(F

Rs)

,ed

este

rid

iorg

anofo

sfat

i(c

he

son

oco

mu

nem

ente

pre

sen

tiin

amb

ien

tiin

door)

.In

aggiu

nta

èp

oss

ibil

ed

eter

min

are

IPA

,PC

B,

Dio

ssin

e/Fu

ran

i(P

CD

D/P

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ecc.

,ch

efa

nn

op

arte

dei

PO

Ps

amb

ien

tali

(Per

sist

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Org

anic

Poll

uta

nts

).T

utt

iq

ues

tiin

qu

inan

tip

oss

on

oad

sorb

irsi

sul

par

tico

lato

racc

olt

oe

qu

ind

ira

pp

rese

nta

reu

na

poss

ibil

ità

di

dis

tin

zio

ne

del

lafo

nte

emis

siva.

La

tecn

ica

GC

-MS

con

sen

teca

ratt

eriz

zaz

ion

ech

imic

ad

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polv

eri

racc

olt

ee

qu

ind

iu

na

dis

tin

zio

ne

dal

bac

kgro

un

dou

tdoor

ed

aq

uel

loin

door.

Page 22: Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione ......32 canali dimensionali. Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) Il NSAM (mod. TSI 3550), attraverso il modello di convoluzione

Pri

ncip

ali

str

ate

gie

di

mis

ura

Met

hn

eret

al,

2010,

20

12

(N

EA

T)

Rac

ham

and

ran

et a

l, 2

01

1 (

AIH

A)

NIO

SH,

2011 (

for

TiO

2)

NIO

SH,

2013 (

for

CN

T e

CN

F)O

stra

atet

al,

2013 (

revie

w)

CEA

, IN

ER

IS, IN

RS,

20

11

Bro

uw

er e

t al

, 2009,

2012 (

revie

w)

BSI

, 2

00

7, 2

00

9

Ku

hlb

ush

et a

l, 2

01

1 (

revie

w)

IUT

A e

t al

, 2

01

1

Asb

ach

et a

l, 2

01

2 (

nan

oG

EM

)

Lee

et a

l, 2

011

Ogu

ra, 2013 (

for

CN

T)

Mora

wsk

aet

al,

2012 (

revie

w)

ISO

/TR

27628:2

007

ISO

/TS

12901-1

:2012

OEC

D E

NV

/JM

/MO

NO

(2009)1

6O

EC

D E

NV

/JM

/MO

NO

(2015)1

9

Page 23: Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione ......32 canali dimensionali. Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) Il NSAM (mod. TSI 3550), attraverso il modello di convoluzione

Ap

pro

ccio

arm

on

izzato

OEC

D

Fon

te: O

EC

D, 2015

Page 24: Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione ......32 canali dimensionali. Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) Il NSAM (mod. TSI 3550), attraverso il modello di convoluzione

SET

DI

DA

TI

LIV

ELLO

1A

na

lisi

pre

lim

ina

re

LIV

ELLO

2.1

Oss

erva

zio

ne

dei

lu

ogh

i d

i la

voro

LIV

ELLO

2.2

Sim

ula

zio

ni

in l

ab

ora

tori

o

LIV

ELLO

3C

am

pa

gn

e d

i m

isu

ra

MA

TER

IALI

PR

OC

ESSI

SC

EN

AR

I

ST

RU

MEN

TI

ST

RU

MEN

TI

AN

ALIS

I IN

BU

LK

(1/5

)

Page 25: Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione ......32 canali dimensionali. Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) Il NSAM (mod. TSI 3550), attraverso il modello di convoluzione

LIV

ELLO

1

An

ali

si p

reli

min

are

A. Pro

tocoll

o d

i ri

serv

ate

zza

B. Scam

bio

di

info

rmazio

ni

Tip

o d

i N

M e

pro

pri

età

Qu

anti

tà a

nn

ua

Tec

nolo

gie

uti

lizzat

eFa

si e

pro

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iLa

vora

tori

coin

volt

iT

emp

i d

i la

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C. R

iferi

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ti i

n l

ett

era

tura

Pu

bb

lica

zio

ni

Scen

ari

esp

osi

tivi

sim

ili

(2/5

)

Page 26: Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione ......32 canali dimensionali. Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) Il NSAM (mod. TSI 3550), attraverso il modello di convoluzione

LIV

ELLO

2.1

Oss

erva

zio

ne

dei

lu

ogh

i d

i la

voro

Sop

rall

uogh

i n

elle

str

utt

ure

Car

atte

rist

ich

e d

ei l

uogh

i (s

tru

ttu

re,

attr

ezzat

ure

, ar

red

i, m

icro

clim

a,

ven

tila

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ne,

DPC

, D

PI)

Pre

sen

za

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altr

e at

tivit

à co

nti

gu

e al

la

pro

du

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ne

Mis

ure

pre

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inar

i co

n

stru

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tazio

ne

port

atil

eA

cqu

isiz

ion

e d

i ca

mp

ion

i d

i m

ater

iale

p

rod

ott

o

(3/5

)

Page 27: Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione ......32 canali dimensionali. Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) Il NSAM (mod. TSI 3550), attraverso il modello di convoluzione

LIV

ELLO

2.2

Sim

ula

zio

ni

in

lab

ora

tori

o

Stu

di

di

rila

scio

con

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ne

del

le

fasi

pro

du

ttiv

e, i

n a

mb

ien

te i

sola

to,

tram

ite

Glo

ve

Box

e in

con

diz

ion

i st

and

ard

(4/5

)

Page 28: Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione ......32 canali dimensionali. Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) Il NSAM (mod. TSI 3550), attraverso il modello di convoluzione

LIV

ELLO

3

Ca

mp

agn

e d

i m

isu

re

C. Stu

di

toss

icolo

gic

i in

vit

ro

B. A

nali

si O

ff-L

ine

ICP-

MS,

GC

-MS,

TEM

/SEM

, el

abora

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ne

dat

i

A. M

isu

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eal-T

ime

Scel

ta d

ella

str

um

enta

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ne

Fase

di

cam

pio

nam

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Mis

ura

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ne

del

ba

ckgro

un

dD

ura

ta d

ei c

amp

ion

amen

tiPosi

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dei

cam

pio

nat

ori

Var

iab

ilit

à co

nd

izio

ni

atm

osf

eric

he

Mon

itora

ggio

di

inq

uin

anti

atm

osf

eric

i

(5/5

)

Page 29: Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione ......32 canali dimensionali. Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) Il NSAM (mod. TSI 3550), attraverso il modello di convoluzione

Stu

dio

pil

ota

a n

an

ozeoli

ti a

ero

dis

pers

e n

ei

luogh

i di

lavoro

Sch

em

a d

el

set

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ti p

er

la

mis

ura

in

glo

ve-b

ox

Com

para

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ne t

ra

con

cen

trazio

ne t

ota

le,

are

a d

i su

perf

icie

tota

le

(A)

e d

istr

ibu

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ne

dim

en

sion

ale

dell

e

part

icell

e c

am

pio

nate

Imm

agin

i d

ell

e n

an

ozeoli

ti a

l FegSEM

® Z

EIS

S U

ltra

Plu

s

Page 30: Metodologie di monitoraggio nanomateriali ed introduzione ......32 canali dimensionali. Nanoparticle Surface Area Monitor (NSAM) Il NSAM (mod. TSI 3550), attraverso il modello di convoluzione

Ese

mp

io d

i caso

stu

dio

: fa

se d

i p

uli

zia

du

ran

te u

n p

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