L’analisi isotopica δ13C specifica per composto (CSIA) degli idrocarburi gassosi e dei gas atmosferici è utilizzata per determinare l’origine microbica, termogenica o geogenica dei gas e permette una comprensione più approfondita delle fonti di carbonio rispetto alla sola concentrazione. Le sue principali applicazioni includono:
SGS Beta offre analisi specializzate su:
Gas isolabili tramite cromatografia:
SGS Beta utilizza materiali di riferimento secondari internazionali (RM) per la determinazione dei valori di δ13C specifici per ciascun composto di un idrocarburo gassoso. I materiali di riferimento (RM) provengono dallo United States Geological Survey (USGS), che fornisce campioni di metano, etano e propano come gas standard (HCG-1, HCG-2 e HCG-3), oltre agli standard di acido ossalico NIST SRM 4990C.
Di seguito riportiamo un esempio di applicazione dell’analisi δ13C nel monitoraggio ambientale.
Figura 1: Analisi di sei parametri, misurati dal reparto Ricerca e Sviluppo di SGS Beta, relativi al Flare 1 di una discarica di classe III
L’analisi del δ13C di CH4 e CO2 nei gas interstiziali e di discarica è diventata uno strumento essenziale per distinguere le fonti di carbonio biogeniche da quelle geogeniche. Il metano presente nei suoli può formarsi per metanogenesi microbica, per fuoriuscita termogenica di combustibili fossili o persino attraverso reazioni abiotiche. Ciascuno di questi processi comporta un frazionamento isotopico 13/12C che genera una firma δ¹³C caratteristica. Ad esempio, i processi microbici mostrano valori di metano impoveriti in δ13C , compresi tra -50 e -110‰; i gas termogenici presentano valori moderatamente impoveriti (da -30 a -50‰), mentre il metano abiotico o derivato dal mantello può risultare relativamente arricchito (da -5 a -30‰). Combinando le misure di ¹³C con i profili di profondità, è possibile determinare se il metano si forma in situ in condizioni anaerobiche oppure se si tratta di gas fossile migrato che contamina gli strati superficiali del suolo. Il δ13C della frazione di CO2 se confrontato con il valore relativo al CH4 fornisce informazioni aggiuntive sul ciclo del carbonio e sull’eventuale contaminazione. La CO2 prodotta dalla respirazione del suolo è solitamente caratterizzata da una firma più negativa negli ecosistemi C3 (da -22 a -37‰) e meno impoverita nei sistemi C4 (da -9 a -15‰). Deviazioni da questi intervalli, come l’arricchimento verso 0‰, possono indicare una dissoluzione di carbonati o un degassamento termogenico piuttosto che una respirazione radicale o microbica. È stato inoltre osservato un arricchimento del δ13C della CO2 proveniente dal gas di discarica, con valori compresi tra -10 e +15‰.
L’analisi del δ13C dell’etano (C2H6) e del propano (C3H8) fornisce dati fondamentali per comprendere l’origine dei gas. Poiché questi idrocarburi, a catena più lunga rispetto al metano, vengono raramente prodotti attraverso processi microbici, la loro presenza e composizione isotopica fungono da indicatori chiave di processi termogenici o abiotici. Nelle applicazioni ambientali ed energetiche, valori di δ13C arricchiti nell’etano e nel propano possono aiutare a distinguere le perdite di combustibili fossili o l’impatto del fracking dalla metanogenesi puramente microbica, mentre le variazioni relative tra CH4, C2H6 e C3H8 rivelano i percorsi di miscelazione, migrazione e contaminazione dei gas. I valori tipici dell’etano e del propano termogenici si attestano in media intorno a -30‰ (intervallo da -60‰ a -16‰), mentre le fonti abiotiche possono presentare valori più elevati (a volte vicini a -5‰), e i sistemi microbici sono caratterizzati dall’assenza o da concentrazioni minime di questi gas. Analizzando congiuntamente metano, etano e propano, SGS Beta determina le firme isotopiche specifiche per ciascun composto, offrendo un quadro di riferimento solido per la determinazione delle fonti, il monitoraggio ambientale e gli studi sui sistemi petroliferi.
Il δ13C, da solo, consente di ipotizzare i processi di formazione, ma l’aggiunta del 14C permette di ottenere informazioni sia sul processo sia sull’età, creando un potente approccio isotopico integrato. Integrando l’analisi del δ13C con quella del radiocarbonio (14C) è possibile determinare l’attività (o età), l’origine e il destino degli idrocarburi e dei gas atmosferici associati (CO and CO2). Per questo tipo di campioni sono disponibili il test del carbonio-14 (14C) per la misurazione del contenuto biogenico secondo la norma ASTM D6866, e l’analisi al radiocarbonio con risultati che includono il pMC misurato (MpMC), il pMC convenzionale (CpMC), l’età radiocarbonica apparente (BP) e il δ13C.
Contatti il suo Account Manager o scriva un’email a US.Info.Beta@sgs.com per ricevere un questionario per l’analisi isotopica specifica per composto, che dovrà essere compilato, inviato e approvato dal nostro team prima dell’invio del campione. Insieme ai nostri servizi di analisi isotopica, è possibile richiedere anche la gascromatografia secondo la norma ASTM D7833 per campioni di metano, etano, propano e miscele gassose.
Volume del campione e requisiti del contenitore: 2% (v/v) in un sacchetto per gas da 0,6 L in alluminio multistrato o in un IsoTube pressurizzato.
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Ultimo aggiornamento: aprile 2026
