Fondamenti di Chimica dellAmbiente

Oggetto:

Fondamenti di Chimica dellAmbiente

Oggetto:

Environmental Chemistry

Oggetto:

Anno accademico 2013/2014

Codice dell'attività didattica

MFN1673

Docenti

Prof. Valter Maurino (Titolare del corso)
Dott. Mery Malandrino (Titolare del corso)

Corso di studi

Chimica e Tecnologie Chimiche

Anno

3° anno

Tipologia

A scelta dello studente

Crediti/Valenza

SSD dell'attività didattica

CHIM/12 - chimica dell'ambiente e dei beni culturali

Modalità di erogazione

Tradizionale

Lingua di insegnamento

Italiano

Modalità di frequenza

Facoltativa

Tipologia d'esame

Scritto

Modalità d'esame

L'esame si svolge, di norma, come esame scritto con domande a risposta aperta concernenti gli argomenti del programma. La valutazione è pesata per ciascuna domanda sul numero di ore pertinente, con lo scopo di valutare sia la comprensione degli argomenti svolti che la capacità di collegare i vari temi interdisciplinarmente.
Lesame prevede una valutazione in trentesimi.

Prerequisiti

Nomenclatura e proprietà delle principali classi di composti organici
Basi di termodinamica chimica e cinetica
Fondamenti dei metodi di analisi chimica strumentale

Oggetto:

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire agli studenti una introduzione alle problematiche della chimica dell’ambiente, attraverso una descrizione dei comparti ambientali, delle loro interazioni, e dei processi ambientali di trasporto, ripartizione, reazione, formazione secondaria di inquinanti.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Il corso fornirà agli studenti i criteri di analisi e di monitoraggio ambientale e una breve introduzione alle problematiche tossicologiche.

Oggetto:

Programma

Il corso illustrerà i processi chimico-fisici naturali che governano i vari comparti ambientali, con particolare riguardo all’atmosfera e all’idrosfera. Si esploreranno quindi le perturbazioni antropiche, i processi di inquinamento (sorgenti primarie, trasporto, trasformazione con formazione di inquinanti secondari) e gli effetti sull’ambiente a livello locale e globale. Saranno altresì illustrate le principali metodologie di controllo ambientale.

Argomento	Ore Lez.	Ore Esercit.	Ore Laboratorio	Totale Ore di Car. Didattico
Introduzione ai cicli biogeochimici dei principali elementi. Lo sviluppo della società umana e la sostenibilità dello sviluppo. L'impatto antropico a livello locale e globale: definizione di inquinamento e di global change.	3			3
L'atmosfera terrestre, stratificazione, composizione, funzioni, regioni dell'atmosfera. Evoluzione dell'atmosfera terrestre.	3			3
La chimica stratosferica: formazione e distruzione dell'ozono. Caratteristiche chimico fisiche dell’ozono. Misura dello spessore della colonna di ozono: definizione di unità Dobson e metodologie spettroradiometriche di misura. Profilo orizzontale e verticale delle concentrazioni di ozono. Cicli catalitici di distruzione dell’ozono: HOx (da H₂O, H₂ e metano), NOx (da N2O), Cl (da clorofluorocarburi). I clorofluorocarburi e la loro chimica atmosferica, ODP, sostituti dei CFC (HCFC e HFC), il protocollo di Montreal. Specie riserva (ClONO₂, HCl), accoppiamenti fra i cicli catalitici. Il buco dell’ozono nella primavera antartica: ruolo della circolazione atmosferica e della chimica eterogenea (nubi polari stratosferiche e loro effetto catalitico sulla formazione del Cl₂). Conseguenze della deplezione dell’ozono stratosferico. Possibili effetti di un’economia basata sull’idrogeno sull’ozono stratosferico.	5			5
Effetto serra e bilancio termico terrestre. Molecole responsabili dell’effetto serra. Global Warming Potential. Emissioni di CO₂ e perturbazioni antropogeniche sul ciclo biogeochimico del carbonio. Principali sorgenti e principali processi di rimozione della CO₂. Ruolo dell’aerosol e del particolato. Componenti del sistema climatico terrestre e loro interazioni, cenno ai modelli climatici per la previsione dell’impatto sul clima globale delle emissioni di gas serra. Cenno al geoimmagazzinamento della CO₂. Il protocollo di Kyoto.	5			5
Inquinamento atmosferico degli ambienti urbani e chimica della troposfera. Specie reattive (OH, NO₃ e O₃, processi di formazione e loro reazioni). Inquinanti primari e secondari. Sorgenti dei principali inquinanti primari negli ambienti urbani. Composizione della troposfera pulita e in ambienti urbani inquinati. Chimica troposferica del CO, CH₄ e degli NMHC. Processi di deposizione a secco e a umido. Piogge acide. Lo smog fotochimico. Il particolato atmosferico: distribuzione dimensionale, sorgenti, composizione, effetti sulla salute pubblica. Strategie per il controllo dell’inquinamento urbano. Metodologie analitiche per il controllo dei principali inquinanti atmosferici. Legislazione sull’inquinamento atmosferico.	5			5
Inquinamento negli ambienti indoor e suo controllo	3			3
I cicli naturali dei principali metalli maggiori, minori ed in traccia presenti nell’ambiente. La composizione della crosta terrestre esterna. Metalli maggiori, minori ed in traccia in suoli e sedimenti. Distribuzione e processi di trasformazione di ioni e composti metallici in acque naturali: mare, lago, fiume. Metalli come elementi in traccia essenziali e/o tossici per le piante, gli animali e gli esseri umani. Assorbimento, distribuzione ed effetti di ioni e composti metallici sulle piante	4			4
Il monitoraggio dei metalli nei comparti ambientali: prelievo ed estrazione. Mobilità e disponibilità dei metalli in suoli e sedimenti. Tecniche di frazionamento (Tessier, BCR, etc.). Utilizzo di bioindicatori per il monitoraggio di metalli pesanti nell’ambiente. L’importanza della speciazione chimica.	4			4
Totale	32			32

Descrizione