Nel laboratorio Camera Bianca si preparano i campioni (es. rocce, suoli) per isolare l’elemento chimico del quale si vuole analizzare la composizione isotopica.
Le analisi isotopiche sono uno strumento di indagine che trova ampie applicazioni, sia nelle Geoscienze (Geochimica, Petrologia, Vulcanologia, Geologia del Sedimentario, ecc.), sia in ambiti affini ad esse (Geochimica Ambientale, Paleoclimatologia, Archeometria, Scienze Forensi, ecc.). Attraverso la composizione isotopica di alcuni elementi chimici (Sr, Nd, Pb, O, H, Li, B, ecc.) è possibile, ad esempio:
- determinare l’età assoluta di una roccia;
- capire se una roccia magmatica si è formata nel mantello o nella crosta terrestre;
- ricostruire la durata e l’entità degli eventi climatici del passato (glaciazioni e periodi inter-glaciali);
- stabilire la natura degli agenti inquinanti nell’ambiente (aria, suolo, acqua);
- ipotizzare il tipo di dieta di animali fossili, incluso l’Uomo;
- stabilire la provenienza del materiale utilizzato per manufatti ceramici ritrovati in siti archeologici.

Il Laboratorio Camera Bianca è un laboratorio speciale (Fig. 1), dotato di un sistema (UTA, unità di trattamento aria) che assicura un’atmosfera con un basso tenore di particolato (polveri sottili), ottenuta tramite i cosiddetti filtri assoluti (o filtri HEPA). Questa, e altre precauzioni quali l’utilizzo di crogioli di teflon, acqua e reagenti chimici di grado Suprapur o Ultrapur (ossia elevato grado di purezza) e cappe chimiche a flusso laminare (anch’esse con filtri HEPA), sono indispensabili per ridurre al minimo la contaminazione dei campioni in esame, in quanto gli elementi da analizzare sono in concentrazioni bassissime (in tracce). L’elemento di cui si vuole analizzare la composizione isotopica deve essere isolato dalla matrice del campione. A tale scopo si utilizzano tecniche di separazione cromatografica in fase liquida su colonna (Fig. 2). La soluzione acida contenente l’elemento chimico viene poi fatta essiccare su una piastra riscaldante all’interno di una cappa a flusso laminare (Fig. 3). Una volta separato, il composto (sale) contenente l’elemento chimico viene introdotto nello spettrometro di massa che permette di determinarne la composizione isotopica.

 Fig. 1 - L’interno della Camera Bianca del DiSTAR. Al centro, una cappa a flusso laminare con filtri HEPA (in alto)

 

Fig. 2 - Una fase importante della preparazione del campione: la separazione dell’elemento in soluzione acida tramite tecniche di cromatografia su colonna. L’operatore sta versando una soluzione di acido cloridrico Suprapur all’interno di una colonna, tramite una pipetta

Fig. 3 - Essiccazione su piastra riscaldante, posta all’interno di una cappa a flusso laminare, delle soluzioni contenenti l’elemento da analizzare. Le soluzioni sono all’interno di crogioli di teflon