Spettroscopia Raman applicata a minerali di interesse ambientale
Caterina Rinaudo
Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e della Vita - Università del Piemonte Orientale
Secondo la legislazione vigente (D.Lgs 81/2008) i minerali definiti amianto sono sei, di cui
cinque anfiboli (antofillite d’amianto, actinolite d’amianto, grunerite d’amianto, crocidolite e
tremolite d’amianto) e l’ultimo, il crisotilo, appartiene al gruppo dei serpentini. La correlazione tra
presenza di asbesti e l’insorgenza di malattie polmonari, in particolare asbestosi, carcinoma
polmonare e mesotelioma è ormai suffragata da una vasta letteratura scientifica. Studi vengono
attualmente svolti per valutare l’insorgenza di altre gravi malattie, quali per esempio neoplasie di
laringe, rene, vescica, apparato gastro-intestinale in seguito all’incorporazione di minerali
asbestiformi nel corpo umano. E’ quindi, oltre che vietata la commercializzazione degli asbesti,
definita per legge la necessità di interventi di bonifica quando i suddetti minerali siano presenti in
manufatti o nell’ambiente. Risulta quindi estremamente importante l’individuazione certa delle fasi
“asbesti” in un materiale in cui se ne presupponga la presenza o l’identificazione di residui di fibre
in materiale sottoposto a trasformazione in impianti di termodistruzione. Le tecniche comunemente
utilizzate per identificare gli “amianti” (Raggi X, Microscopia Elettronica in Scansione -SEM-,
Microscopia Elettronica in Trasmissione -TEM-, Spettrometria in Dispersione di Energia –EDS)
richiedono tutte una preparazione del campione spesso laboriosa e onerosa in termini di rapporto
costo/benefici e che può comportare rischi di artefatti sperimentali. E’ stato dimostrato che un
metodo che permette l’esatta identificazione della fase minerale senza necessitare di alcuna
preparazione del campione da analizzare è la spettroscopia micro-Raman, in cui allo spettroscopio è
accoppiato un microscopio a luce polarizzata. La tecnica, da un punto di vista sperimentale, è
estremamente semplice: è sufficiente colpire il campione con un fascio laser e si ottiene uno spettro
Raman caratteristico del campione in esame. Nel caso di campioni eterogenei, indirizzando il fascio
laser su parti diverse del campione risulta estremamente semplice la caratterizzazione delle diverse
fasi costituenti. Utilizzando inoltre come sorgente eccitatrice laser a lunghezze d’onda opportune è
ora possibile acquisire spettri Raman anche di minerali, in cui facilmente risulta eccitata la
fluorescenza. Gli studi compiuti su minerali definiti per legge “amianti”, sugli pseudo-morfi del
serpentino e su fasi asbestiformi quali fluoro-edenite, carlosturanite, balangeroite, diopside fibroso
etc., hanno dimostrato che l’identificazione della fase minerale dallo spettro Raman può essere
ottenuta considerando le frequenze dei modi vibrazionali dei tetraedri SiO4 e dei modi di stretching
simmetrico e antisimmetrico dei legami tra il Silicio e l’Ossigeno. In recenti lavori la spettroscopia
micro-Raman viene utilizzata anche per la caratterizzazione delle fasi minerali inglobate nei tessuti
umani, direttamente analizzando le sezioni istologiche preparate per le diagnosi anatomopatologiche e su minerali fibrosi micrometrici.
Bibliografia
- Rinaudo C., Gastaldi D. and Belluso E.: ”Characterization of chrysotile, antigorite and lizardite by
FT-Raman Spectroscopy” Can. Miner, 2003, 41, 883-890.
- Rinaudo C, Belluso E. and Gastaldi D.: “Assessment of the use of Raman spectroscopy for the
determination of amphibole asbestos” Min.Mag., 2004, 68(3), 455-465.
- Rinaudo C., Gastaldi D., Belluso E. and Capella S.: “Application of Raman Spectroscopy on
asbestos fibre identification” N.J. Miner. Abh, 2005, 182/1, 31-36.
- Rinaudo C., Gastaldi D., Cairo S., Gianfagna A., Mazziotti Tagliani S., Tosi G., Conti C: Charaterization of fluoro-edenite by Raman and FTIR spectroscopy" Min. Mag., 2006, 70(3), 291-298.
- Belluso E., Fornero E., Albertazzi G., Cairo S., Rinaudo C.: “Use of micro-Raman spectroscopy to
distinguish carlosturanite from the serpentine group minerals” Can. Miner., 2007, 45, 1495-1500.
- Fornero E., Allegrina M., Rinaudo C., Mazziotti-Tagliani S., Gianfagna A:”Micro-Raman spectroscopy applied on oriented crystals of Fluoro-edenite amphibole”, Per.Miner., 2008, 77(2), 5-14.
- Pasteris JD, Wopenka B, Freeman JJ, Young VL, Brandon HJ, “Mineralogy as a new challenge to
the geologist: silicates in human mammary tissue?”, Am. Mineral.,1999, 84, 997-1008.
