CHIMICA AMBIENTALE
Anno accademico e docente
Non hai trovato la Scheda dell'insegnamento riferita a un anno accademico precedente?
Ecco come fare >>
- English course description
- Anno accademico
- 2020/2021
- Docente
- ELENA SARTI
- Crediti formativi
- 6
- Percorso
- BIOTECNOLOGIE PER L'AMBIENTE
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- CHIM/01
Obiettivi formativi
- Il corso si prefigge di presentare gli aspetti essenziali per la comprensione dei processi chimico-fisici che caratterizzano le diverse sfere ambientali (idrosfera, geosfera, atmosfera, biosfera), la loro reciproca interconnessione e l’effetto della tecnologia sugli altri comparti ambientali. L'obiettivo del corso consiste quindi nel fornire agli studenti le seguenti conoscenze:
- le principali specie chimiche che caratterizzano ciascuna sfera ambientale e quali sono le reazioni in cui esse sono coinvolte
- i cicli naturali delle principali specie chimiche all’interno delle diverse sfere ambientali e tra di esse
- le principali categorie di inquinanti, ed in particolare l’origine, i fenomeni di trasporto, l’impatto sull’ambiente e l’eventuale degradazione
Al termine del corso lo studente sarà in grado di:
- conoscere ed interpretare i principali parametri ambientali
- interpretare i principali fenomeni ambientali (ad es. eutrofizzazione, effetto serra, …), valutando l’impatto delle attività antropiche e le possibili azioni di intervento
- valutare la distribuzione ed il destino di specie inquinanti, sulla base delle loro caratteristiche chimico-fisiche Prerequisiti
- E’ necessario avere acquisito e assimilato le conoscenze di base della chimica generale, chimica inorganica e chimica organica, in particolare:
- fondamenti di nomenclatura in chimica inorganica (es. sali, ossidi, …) e organica (es. alcani, benzene, …)
- principi, specie e grandezze coinvolte nelle reazioni acido/base (es. pH), di ossido-riduzione (es. il potenziale di cella) e di complessazione (es. legame dativo, leganti)
- conoscenza di base delle formule di struttura delle molecole organiche (ad es. l’anello benzenico) e dei principali gruppi funzionali (ad es. acido carbossilico, ammina, …).
E’ necessario, inoltre, possedere nozioni matematiche di base
Non ci sono esami propedeutici a questo insegnamento. Contenuti del corso
- Gli argomenti affrontati durante il corso saranno indicativamente così ripartiti.
Introduzione (2 ore):
Principi introduttivi della chimica ambientale. Interazioni tra sfere ambientali e tecnologia. Definizioni. Principali forme di inquinamento: cause e possibili interventi. Conferenze internazionali e summit inerenti la salvaguardia ambientale.
Idrosfera (14 ore):
Il ciclo idrologico. Tipologie, proprietà e componenti chimiche dei corpi idrici (acque dolci, oceani, acque sotterranee). Ruolo dell’acqua nell'ambiente. Interazione dei componenti disciolti con sedimenti di fondo e materiale particolato sospeso: calcolo delle concentrazioni di specie disciolte, quali gas (O2 e CO2) e solidi (CaCO3) disciolti. Fenomeni di inquinamento di corpi idrici: il caso dell'eutrofizzazione e delle microplastiche. Reazioni di precipitazione, di complessazione e di ossido-riduzione: aspetti teorici, reazioni tra specie coinvolte e calcolo delle loro concentrazioni.
Geosfera (4 ore):
Caratteristiche fisiche e strutturali del suolo (struttura, porosità, permeabilità). Composizione chimica e ruolo delle principali componenti (acqua, aria, argille, sostanze umiche) nel determinare le proprietà di un suolo (es. capacità di scambio cationico, ritenzione idrica, fertilità, ...).
Trattamento delle acque (4 ore):
Tipologie di acque reflue, trattamenti di depurazione di acque reflue (pre-trattamenti, trattamenti primari, secondari, terziari, disinfezione) e di potabilizzazione, altre possibili tecnologie applicate alla matrice acqua per applicazioni particolari (ad es. addolcimento, ...).
Atmosfera (12 ore)
Caratteristiche chimico-fisiche dell'atmosfera. La radiazione elettromagnetica: energia solare e bilancio energetico. Effetto serra: descrizione del fenomeno e caratteristiche delle specie chimiche coinvolte (naturali ed antropiche). L’ozono stratosferico: ciclo naturale di formazione e distruzione dell'ozono, impatto di specie antropiche. Lo smog fotochimico: cause, reazioni tra le diverse specie coinvolte, effetti. Piogge acide: cause ed effetti. Il particolato atmosferico: meccanismi di formazione, permanenza in atmosfera, principali componenti chimiche, effetti sull'ambiente e sulla salute
Cicli biogeochimici (2 ore)
Reazioni di interscambio delle principali specie chimiche, naturali e di origine antropica, tra le diverse sfere ambientali, inclusa l’antroposfera. In particolare: ciclo del carbonio, dell’ossigeno, del fosforo, dell’azoto, dello zolfo.
Inquinanti (9 ore)
Principali classi di inquinanti, quali metalli, detergenti, contaminanti emergenti, idrocarburi, pesticidi, diossine e furani, policlorobifenili, idrocarburi policiclici aromatici: caratteristiche chimico-fisiche, sorgenti di emissione, dinamica ambientale
Tecniche di risanamento di suoli e acque sotterranee (1 ora)
principali tecnologie usate per la bonifica di suoli e/o acque sotterranee Metodi didattici
- - Esposizione degli argomenti mediante presentazioni Powerpoint e risorse multimediali
- Svolgimento di alcuni esempi applicativi, che richiedono diversi passaggi matematici Modalità di verifica dell'apprendimento
- L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati.
Qualora sia consentito lo svolgimento di esami in presenza, l’esame consiste in una prova scritta solitamente contenente:
- 2 domande a risposta aperta lunga, a cui viene assegnato il valore massimo di 7 punti ciascuna
- 19 punti sono assegnati tramite diverse domande a risposta multipla (indicativamente 10-13 domande del valore 1-2 punti ciascuna) e a risposta aperta brevi (indicativamente 2-4 domande del valore 2-2.5 punti ciascuna).
Il punteggio totale è 33 punti.
Il voto finale è dato dalla somma dei punteggi di tutte le domande a cui è stato risposto correttamente. In caso di risposta errata, non sarà applicata alcuna penalizzazione. Per superare l’esame è necessario acquisire il punteggio minimo di 18. Il voto massimo 30/30 e Lode viene assegnato nel caso in cui lo studente raggiunga un punteggio compreso tra 31 e 33.
Il tempo previsto per la prova è di 2.5 ore. Non è consentito consultare testi o utilizzare PC, cellulari, ecc….
Nel caso in cui non dovesse essere consentito lo svolgimento di esami in presenza, l'esame consisterà di una prova orale svolta in modalità telematica (ad esempio, tramite Google Meet) durante il quale allo studente saranno poste 3-5 domande su diversi argomenti affrontati durante il corso. Testi di riferimento
- - Il testo di riferimento del corso è:
CHIMICA AMBIENTALE; C. Baird, M. Cann; Zanichelli, 2013.
- Eventualmente un altro testo consigliato può essere :
CHIMICA DELL’AMBIENTE; S. E. Manahan; Piccin, 2000.
- Vengono inoltre fornite le diapositive mostrate a lezione
