Ateneo - UPO

Il corso descrive i principali aspetti della chimica dell’atmosfera, dell’idrosfera, del suolo (cenni) e dell’ effetto delle attività antropiche sul nostro pianeta, con particolare attenzione alle conseguenze dell’incremento della domanda di energia prodotta da fonti non rinnovabili. Descrive inoltre le principali classi di inquinanti in termini di correlazione tra proprietà chimico-fisiche ed interazioni con i comparti ambientali, inclusa la biosfera.

Materiale didattico a cura del docente, disponibile sulla piattaforma online.Sono inoltre consigliati: 1). C. Baird, M. Cann “Chimica Ambientale” terza ed. italiana, Zanichelli, 2013 (in italiano)2). S. E. Manahan “Chimica Ambientale”, 2 ed. Piccin-Nuova Libraria, 2024 (in italiano)3). C. Baird, M. Cann “Environmental Chemistry” 5th ed. 2015 (in inglese)4). G.W. van Loon, S.J. Duffy “Environmental Chemistry”, 3rd edition, Oxford, 2010 (in inglese)

-Fornire le conoscenze teoriche relative ai principali processi chimico-fisici che caratterizzano l’atmosfera, l’idrosfera e la geosfera, alle interazioni tra sostanze inquinanti e comparti ambientali, ed alla relazione tra le proprietà chimico-fisico degli inquinanti ed il loro potenziale di rischio per l’ambiente.
-Sviluppare la capacità di applicare le conoscenze acquisite per valutare autonomamente e con senso critico il potenziale impatto ambientale di un processo chimico in base alle caratteristiche chimico-fisiche delle specie coinvolte.
-Sviluppare abilità comunicative: acquisire e saper utilizzare un linguaggio tecnico scientifico appropriato in relazione agli argomenti trattati nel corso.

Conoscenze di base in chimica generale ed in chimica analitica.

Lezioni frontali

Durante le lezioni verranno proposti agli studenti diversi problemi del tipo “domande di Fermi”, mirati a fornire stime di quello che possono essere le conseguenze ambientali dovute ad una determinata perturbazione ambientale. In tale tipo di esercizio, può venire ad esempio discusso uno scenario per l’aumento del livello globale di biossido di carbonio in base al fabbisogno energetico mondiale ed in base ai principi appresi circa il ciclo biogeochimico del carbonio.

Il metodo di valutazione utilizzato in questo corso consiste in un esame scritto. L'esame sarà composto da un totale di nove domande che copriranno vari argomenti trattati nel corso. Queste domande potranno essere sotto forma di domande a risposta multipla (con quattro opzioni) o domande aperte, come indicato di seguito:
Almeno 4 domande (che possono essere sia chiuse che aperte) volte ad accertare la conoscenza e capacità di comprensione;
Almeno una domanda volta ad accertare la capacità di applicare le conoscenze (tipicamente un esercizio numerico sulla traccia di quelli discussi durante le lezioni relative a termochimica, cambiamento di unità di misura di concentrazione di specie in fase gassosa o in soluzione, o equilibri in fase acquosa);
Almeno una domanda volta ad accertare l’abilità comunicativa (domanda aperta).
A fine corso viene reso disponibile agli studenti un tipico testo di esame.

Modulo 1: Chimica dell’atmosfera. Struttura e composizione chimica dell’atmosfera; principi di cinetica chimica e fotochimica; reazioni chimiche e fotochimiche in atmosfera; chimica della stratosfera; lo strato di ozono ed il fenomeno del “buco” di ozono.Modulo 2: Chimica della troposfera; fonti e reazioni di inquinanti inorganici (monossido di carbonio, biossido di zolfo, NOx, ammoniaca, composti alogenati) ed organici (COV, CFC); lo smog fotochimico; il particolato atmosferico; Modulo 3: Effetto serra; cambiamenti climatici globali cicli biogeochimici di carbonio, azoto e zolfo; Modulo 4: Fonti energetiche non rinnovabili ed inquinamento atmosferico; fonti energetiche rinnovabili e hydrogen economy. Modulo 5: Chimica dell’idrosfera. Fondamenti di chimica acquatica: equilibri acido base ed il sistema biossido di carbonio/bicarbonato/carbonato; equilibri di solubilità; colloidi e sostanza organica disciolta; reazioni di ossidoriduzione; diagrammi pE/pH; Modulo 6: Chimica dei microinquinanti organici ed inorganici nelle acque e nel sedimento. Chimica degli inquinanti. Proprietà generali degli inquinanti ambientali: solubilità, biodegradabilità, bioconcentrazione, biongrandimento, speciazione, persistenza, caratteristiche tossicologiche; Inquinanti organici: pesticidi, diossine, furani, PCB, idrocarburi policiclici aromatici; inquinanti emergenti; PFAS, microplastica.Modulo 7: Inquinanti inorganici; tossicità dei principali metalli pesanti, organometallici, Hg, Pb, Cr, Cd, As.

Gli studenti avranno acquisito confidenza con i concetti fondamentali in chimica ambientale, sapranno applicare tali concetti ai fini della valutazione dell’impatto ambientale dovuto alle attività antropiche, sapranno presentare le tematiche del corso con proprietà di linguaggio, ed infine avranno gli strumenti concettuali e bibliografici per il futuro approfondimento di aspetti specifici nel campo della chimica ambientale.