ABSTRACT
ABSTRACT The present work shows the results of a first study aimed at determining the elemental composition in airborne particulate matter (in fine and coarse particle size fractions). It was collected at the Atmospheric Monitoring Station in the Municipality of Centro Habana, using the Particle Induced Xray Emission (PIXE) technique. At present, there is no information available about elemental contents in airborne particulate matter from this region. For this study, we carried out a sampling campaign during five months (November 14, 2006 to April 19, 2007). The samples were collected every second day during 24 h under an air flux of 20 l/min. The air sampler used was a Gent Sampler equipped with a Stacked Filter Unit (SFU) system which allows the aerosol collection in both size fractions simultaneously. A total of 144 aerosol samples were collected (72 correspond to the fine mass particle and 72 to the coarse mass particle). For PIXE analysis, the samples were irradiated by 2.0 MeV energy protons from the 2 MV Tandetron Accelerator from the Laboratory of PIXE analysis at ININ, Mexico. A total of 14 elements (S, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br and Pb) were consistently detected in both of particle size fractions with minimum detection limits in the range of 1-10 ng/
. The quantitative results obtained from PIXE elemental analysis for mass of particles in both fractions have revealed important information that has been used in a first attempt to understand and characterize the atmospheric pollution in this area. A general discussion about these results is presented in this paper.
RESUMEN El presente trabajo reporta los resultados de un primer estudio realizado para determinar la composición elemental en material particulado atmosférico (en tamaños de partícula fina y gruesa) colectado en la Estación de Monitoreo Ambiental del Instituto Nacional de Higiene y Epidemiología, del Municipio de Centro Habana, utilizando la técnica PIXE (emisión de rayos X inducida por partículas). Para este estudio se realizó una campaña de muestreo durante cinco meses, entre los meses de noviembre, 2006 y abril, 2007, con un período de colección de una toma cada segundo día y 24 horas de duración. Se utilizó un muestreador de aire del tipo Gent con posibilidades de colectar de forma simultánea el material particulado fino y grueso. Un total de 144 muestras de MPA se colectaron para este estudio (72 de fracción fina y 72 de fracción gruesa). Las muestras se irradiaron tras la incidencia de un haz de protones de 2,5 MeV. Un total de 14 elementos (S, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Br y Pb) fueron consistentemente detectados en la mayoría de las muestras, con límites mínimos de detección entre 1-10 ng de partículas/ de aire. Los resultados del análisis PIXE para ambos tamaños de partícula revelaron una importante información que se ha utilizado en una primera intención para entender y caracterizar la contaminación atmosférica del área muestreada. Se presenta una discusión general de estos resultados en este trabajo.
ABSTRACT
RESUMEN Se analizan muestras de secciones transversales de esculturas en madera policromadas por los métodos de microanálisis: Microscopía óptica, las técnicas nucleares: microfluorescencia de rayos X y microemisión de rayos X inducida por protones con sistema de detección por dispersión de Rutherford acoplado y el método tradicional de Microscopía Electrónica de Barrido con detección de fluorescencia de rayos X dispersiva en energía acoplada. Se enfatiza en la microfluorescencia de rayos X por ser un método novedoso a partir del desarrollo alcanzado en la óptica de rayos X y que se puede implementar en un sistema convencional de FRX. Los resultados se comparan en cuanto a resolución espacial para diferenciar la estructura de capas pictóricas y sensibilidad elemental. Se determinaron el número de capas, su posición relativa, su espesor y la composición química de los pigmentos para caracterizar valiosas policromías de la otrora iglesia habanera San Juan de Letrán con el objetivo de obtener información acerca de la "historia materia"; que deba contribuir a su investigación de procedencia y atribución. Los pigmentos usados en esta obra artística se identificaron por los elementos característicos. Los mapas de distribución elemental obtenidos por las técnicas nucleares usadas, reproducen exactamente las estructuras observadas en las fotomicrografías obtenidas por medio de la microscopía de luz.
ABSTRACT Cross section samples from polychrome wood sculpture are analyzed by optical microscopy, the nuclear techniques: micro-X Ray Fluorescence, micro- Proton induced X-ray Emission coupled with Rutherford Backscattering and the traditional method by Scanning Electronic Microscopy with Energy Dispersive X-ray fluorescence detection (SEM-EDX) micro-analytical methods. Special emphasis is dedicated to µXRF, a novel advanced technique developed thanks to the last achievements of the X-ray optics that can be available by modifying conventional laboratory XRF spectrometer, representing an alternative to the traditional and expensive SEM-EDX stratigraphic analysis of pictorial works. The results are compared with respect to spatial resolution to differentiate pictorial layer structure and elemental sensitivity. Number of layer, relative position of layer, layer thickness and chemical composition of pigments are determined in the characterization of valuable polychromies of once church San Juan de Letrán in order to obtain information about their "material history" that should contribute to its provenance and attribution research. The pigments used in this artistic works were identified by their characteristic elements. The elemental distribution maps obtained by the used nuclear techniques precisely reproduced microphotographies obtained by means of Light Microscopy.