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C.I. CHIMICA ANALITICA E AMBIENTALE - CHIMICA APPLICATA ALLA TUTELA DELL'AMBIENTE (MODULO)
CRISTINA TRUZZI

Sede Scienze
A.A. 2016/2017
Crediti 7
Ore 56
Periodo 2^ semestre
Lingua ITA
Codice U-gov ST03 3S433

Prerequisiti

Conoscenza degli argomenti degli insegnamenti di Matematica, Fisica, Chimica generale, Chimica organica.

Modalità di svolgimento del corso

Sono previste sia lezioni teoriche (5 crediti, 40 ore) che esercitazioni pratiche di laboratorio svolte a livello individuale ed esercitazioni in campo (2 crediti, 16 ore). 

Risultati di apprendimento attesi

Conoscenze:
L’insegnamento permette agli studenti di acquisire le conoscenze di base e i concetti fondamentali dell’inquinamento ambientale (atmosferico e idrico), indispensabili per la tutela dell’ambiente, la prevenzione e la riduzione dell’inquinamento ambientale. In particolare, lo studente acquisisce conoscenze sulla normativa ambientale, sui principali contaminanti ambientali, le loro fonti, il loro destino in atmosfera e nel comparto idrico, e gli effetti che provocano sull’ambiente. Contestualmente, l’insegnamento affronta le principali metodologie di monitoraggio degli inquinanti, e i principali metodi di abbattimento degli stessi e del particolato atmosferico, nonché alcune tecniche analitiche avanzate (spettroscopia di assorbimento atomico AAS, spettroscopia di emissione atomica ICP-MS, Tecniche voltammetriche in-situ).

Capacità di applicare le conoscenze:
Lo studente dovrà anche acquisire la seguente abilità professionalizzante: i) capacità di campionare matrici ambientali (in campo) per effettuare analisi chimico-fisiche; ii) capacità di effettuare semplici analisi chimico-fisiche (quali misura della durezza dell’acqua, del residuo fisso e dell’alcalinità) ed analisi più avanzate in Assorbimento Atomico; iii) capacità di interconversione tra unità di misura per gli inquinanti atmosferici (ppm, mg/m3, moli/L); iv) capacità di valutare i risultati delle analisi alla luce della normativa vigente; v) capacità di discutere casi-studio di monitoraggio di ambienti contaminati estratti dalla letteratura scientifica.

Competenze trasversali:
L’esecuzione di analisi individuali di laboratorio, e la preparazione di relazioni sul lavoro svolto, auitano lo studente a migliorare il grado di autonomia di giudizio in generale, poichè lo studente imparerà a confrontare i dati speirmentali con i corrispondenti limiti di legge, incoraggiando la discussione. La capacità comunicativa verrà stimolata durante le lezioni attrverso la discussione con il docente di reports o articoli scientifici (anche in lingua inglese) riguardanti casi-studio di contaminazione di aria e/o acqua. Queste capacità saranno incoraggiate dalla partecipazione a seminari riguardanti argomenti del settore, tenuti da esperti. Inoltre, l’esecuzione di analisi in campo contribuisce a migliorare il grado di autonomia di giudizio in generale, e la capacita di trarre conclusioni da dati sperimentali.

Programma

Contenuti (lezioni frontali, 5 CFU, 40 ore):
Inquinamento Atmosferico: definizione e normativa vigente. Scale spaziale e temporale dei fenomeni di alterazione della qualità dell’aria. Trasporto, diffusione, trasformazione degli inquinanti. Destino chimico dei gas presenti in tracce nell’aria inquinata. Inquinanti gassosi primari e secondari: classificazione secondo la concentrazione, lo stato fisico, la fonte di inquinamento; inquinamento outdoor e indoor. Inquinanti che contengono carbonio, azoto, zolfo, alogeni, sostanze organiche tossiche (idrocarburi, benzene, IPA, COV), ozono, asbesto, radon.    Particolati nell’inquinamento dell’aria: definizione e classificazione, processi di rimozione, distribuzione dimensionale, effetti sull’ambiente. Unità di concentrazione degli inquinanti atmosferici: esercizi di conversione tra unità. Il monitoraggio degli inquinanti atmosferici: metodi diretti ed indiretti. Dispositivi per il monitoraggio ambientale. Sistemi di abbattimento degli inquinanti aereodispersi: caratteristiche, efficienza e applicazioni. Sistemi di predepurazione, sistemi a filtrazione, sistemi di precipitazione elettrostatica, sistemi a condensazione, sistemi di absorbimento, sistemi a combustione, sistemi di adsorbimento, sistemi a biofiltrazione.
Inquinanti nelle acque: normativa europea ed italiana. Assicurazione di qualità nell’analisi ambientale. Inquinanti pericolosi e prioritari. Casi-studio: Metalli, speciazione, analisi (spettroscopia di assorbimento atomico AAS, spettroscopia di emissione atomica ICP-MS, Tecniche voltammetriche in-situ).

Esercitazioni di laboratorio (2 CFU, 16 ore/studente):
Esercizi di interconversione tra unità di misura degli inquinanti atmosferici. Campionamento di matrici ambientali (acqua, neve, particellato atmosferico) e analisi chimiche. Analisi di casi-studio di monitoraggio di ambienti contaminati estratti dalla letteratura scientifica. Al termine delle esercitazioni lo studente partecipa alla discussione/intepretazione dei dati ottenuti e/o all’analisi conclusiva dei casi-studio.

Esercitazioni in campo (due viaggi di istruzione giornalieri, mutuate con corso “Chimica Analitica per l’Ambiente e la Sicurezza):
Sono previsti due viaggi di istruzione di un giorno (uno invernale, uno estivo) dedicati ad attività in campo. Sono previsti campionamenti di neve e acque di sorgente, analisi in loco (temperatura, pH, conduttività, cloruri, fluoruri, ioduri, nitrati) e visita a stabilimenti di imbottigliamento acque minerali.

Modalità di svolgimento dell'esame

Metodi di valutazione dell’apprendimento:
L’esame si svolge come colloquio orale relativo agli argomenti del programma di esame

Criteri di valutazione dell’apprendimento:
Lo studente deve dimostrare di conoscere gli argomenti del programma, e quindi i concetti fondamentali dell’inquinamento ambientale (atmosferico e idrico), indispensabili per la tutela dell’ambiente, la prevenzione e la riduzione dell’inquinamento ambientale. 

Criteri di misurazione dell’apprendimento:
Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato quando il voto è compreso tra 18 e 30. È prevista l’assegnazione del massimo dei voti con lode (30 e lode).

Criteri di attribuzione del voto finale:
Il voto finale viene attribuito valutando la preparazione dello studente sugli argomenti oggetto d’esame, la capacità espositiva e la padronanza della materia. Il voto del Corso Integrato di cui questo insegnamento fa parte (con l’insegnamento di Chimica analitica per l’ambiente e la sicurezza) viene attribuito valutando le risultanze dei due moduli.

Testi consigliati

Appunti di lezione
Chimica Ambientale, C. Baird, M. Cann., seconda edizione, 2006, Zanichelli. Bologna. 
J. H. Seinfeld: Atmospheric Chemistry and Physics of Air Pollution. John Wiley and Sons, 2012
A. C. Stern, R. W Bonbel, D.F. Fox: Fundamentals of Air Pollution (II Ed.) Academic Press,1984

 

Corsi di laurea

• Scienze ambientali e protezione civile