07418 - CHIMICA DELL'AMBIENTE

Scheda insegnamento

  • Docente Ivano Vassura

  • Crediti formativi 6

  • SSD CHIM/12

  • Modalità di erogazione In presenza (Convenzionale)

  • Lingua di insegnamento Italiano

Anno Accademico 2017/2018

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede le conoscenze di base dei processi che intervengono nei vari comparti ambientali, aria, acqua, suolo, a livello naturale ed antropico. Lo studente acquisisce conoscenze di base dei principi chimici e fisici fondamentali necessari per valutare il destino degli inquinanti e il loro impatto nell'ambiente, con conoscenze più specifiche riguardanti i temi ambientali emergenti. Inoltre, avrà una conoscenza di massima della legislazione specifica dei principali argomenti trattati.

Programma/Contenuti

Introduzione alla Chimica dell'Ambienta

La complessita' dei processi ambientali: i cicli biogeochimici. Inquinamento, inquinanti e loro percorso nell'ambiente, principali proprietà chimico-fisiche rilevanti dal punto di vista ambientale.

Chimica dell'Atmosfera

Struttura e caratteristiche chimico-fisiche dell'atmosfera. Radiazione solare. Legge di Stefan-Boltzman e legge di Wien. Ciclo di Chapman e cicli catalitici di distruzione dell'ozono in stratosfera (buco dell'ozono). Bilancio energetico terrestre. Effetto serra, gas serra e riscaldamento globale. La troposfera. Sorgenti, reazioni ed effetti dei principali composti inorganici ed organici in troposfera (radicale OH, composti dello zolfo e dell'azoto, ozono troposferico, VOC, IPA, diossine, metalli pesanti). Smog fotochimico. Particolato atmosferico: classificazione, processi di formazione, composizione chimica, effetti ambientali e sanitari. Rimozione degli inquinanti atmosferici, piogge acide e loro impatto.

Chimica dell'Acqua

Le proprietà dell'acqua. Idrosfera, ciclo idrologico e caratteristiche dei corpi d'acqua. Chimica dell'acqua. Gas disciolti in acqua; ossigeno e anidride carbonica nei corpi d'acqua. Legge di Henry, modello del film stagnate. Equilibri chimici dei carbonati in acqua. Alcalinità e acidità. Ioni metallici: ossidazione e riduzione, complessazione e chelazione, precipitazione. Il materiale disciolto, il materiale particellato e i sedimenti. Interazione dell'acqua con le altre fasi. Principali inquinanti organici ed inorganici, sorgenti, reazioni ed effetti.

Chimica del suolo

Geosfera e sistema suolo. Processi di alterazione chimico-fisica delle rocce. Processi e fattori determinanti la formazione dei suoli. Gli orizzonti e le loro principali caratteristiche. Struttura dei minerali silicatici e argillosi. Componente organica del suolo. Sostanze umiche e non umiche. Proprietà chimico-fisiche del suolo. Principali contaminanti organici ed inorganici, fonti e interazioni con le componenti del suolo: scambio ionico, complessazione, adsorbimento e biodegradazione.

Seminari

Panoramica sulla gestione dei rifiuti. Casi studio di contaminazioni ambientali

 

 

Prerequisiti necessari

- Funzioni elementari: potenze, radici, esponenziali e logaritmi. Soluzione di equazioni algebriche (Attività formativa: Matematica con esercitazioni)

- Conoscenza delle principali grandezze fisiche e delle relazioni che le legano, principali unità di misura. (Attività formativa: Fisica con esercitazioni)

- Reazioni chimiche e loro bilanciamento. L'equazione di stato dei gas perfetti - Il significato di pressione e temperatura di un gas- Miscele di gas - Pressioni parziali - Legge di Dalton. Mole- Numero di Avogadro. Equilibri in soluzione- Prodotto ionico dell'acqua- pH- Definizioni di acidi e basi- Soluzioni di acidi e basi forti ed il loro pH- Soluzioni di acidi e basi deboli e il pH- Acidi poliprotici- Idrolisi dei sali e pH- Soluzioni tampone. Solubilità dei solidi ionici. (Attività formativa: Chimica Generale e Inorganica con Laboratorio)

- Classificazione dei composti organici (inclusi composti organici naturali: proteine, zuccheri, acidi grassi, ecc.). (Attività formativa: Chimica Organica con Laboratorio)

- Conoscenze di Termodinamica applicabili a sistemi di interesse chimico in condizioni di equilibrio. Equilibri di fase in sistemi monocomponente e pluricomponente. La legge di stato del gas ideale. Frazione molare e pressione parziale. Primo e secondo principio della termodinamica. Trasformazioni fisiche delle sostanze pure. Le miscele semplici. Principi di fotochimica e reazioni radicaliche. (Attività formativa: Chimica Fisica)

Testi/Bibliografia

Key concept in Environmental Chemistry G. Hanrahan . Ed. Academic Press [http://www.sciencedirect.com/science/book/9780123749932]

Manahan S E. Environmental Chemistry, Seventh Edition, CRC Press 1999, http://www.crcnetbase.com/isbn/978-1-56670-492-2

Seinfel J.H., Pandis S.N. Atmospheric chemistry and physics, Wiley,1998

Stumm W, Morgan J.J. Aquatic chemistry, Wiley, 1996

Baird C., Cann M., Environmental Chemistry. W.H. Freeman & Company, 2012

J.E. Andrews, P. Brimblecombe, T. D. Jickells, P. S. Liss, B. J. Reid. An introduction to Environmental Chemistry, 2nd edition, Oxford, Blackwell Science, 2004

[Sebbene questi libri siano raccomandati per ampliare e approfondire i temi trattati a lezione, nessuno di questi libri è stato seguito integralmente come libro di testo]

Slide e appunti saranno disponibili per gli studenti del corso nella pagina web http://campus.unibo.it. Username e password necessari per accedere al materiale sono riservati a studenti iscritti all'Università di Bologna e verranno forniti dal docente.

Metodi didattici

Lezioni frontali con il supporto di diapositive in Power-Point e spiegazione di specifici esempi/reazioni/esercizi alla lavagna.

Il corso potrà essere integrato da lezioni di approfondimento su temi specifici, tenute da esperti esterni.

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso il solo esame finale, che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese. L'esame finale consiste nello svolgimento di una prova scritta della durata di 2.5 ore senza l'aiuto di appunti o libri.

La prova scritta consiste in domande aperte e esercizi sulle tematiche trattate nel corso, ad ogni quesito è associato un punteggio (comunicato agli studenti all'inizio della prova) per un totale di 30 punti; la prova si ritiene superata con un punteggio minimo di 18 punti. La lode può eventualmente essere assegnata in caso di prova particolarmente meritevole.

Per sostenere la prova d'esame scritta è necessaria l'iscrizione tramite “Alma esami”, nel rispetto inderogabile delle scadenze previste. Coloro che non riuscissero ad iscriversi entro la data prevista, sono tenuti a comunicare tempestivamente (e comunque prima della chiusura ufficiale delle liste di iscrizione) il problema al docente responsabile. E’ facoltà del docente ammettere, o meno, lo studente a sostenere la prova.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, PC, lavagna, dispense e materiale didattico fornito dal docente

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Ivano Vassura