Michele PATERNOSTER | GEOCHIMICA AMBIENTALE

GEOCHIMICA AMBIENTALE
DIPARTIMENTO di SCIENZE
Laurea Magistrale
GEOSCIENZE E GEORISORSE - GEOSCIENCES AND GEORESOURCES
6
 CFUOreCicloDocente
1GEOCHIMICA AMBIENTALE
6 56 Secondo Semestre PATERNOSTER Michele 
 
Lingua insegnamento
 

Italiano

Obiettivi formativi e risultati di apprendimento
 

Il corso di Environmental Geochemistry consentirà agli studenti il conseguimento dei seguenti obiettivi formativi: Conoscenza dei processi geochimici in ambienti superficiali; Acquisizione di competenze per il campionamento, la fase analitica ed elaborazione dei dati, Descrizione quali-quantitativa di un sistema geochimico; Definizione di modelli concettuali che descrivano i fenomeni analizzati su matrici liquide, gassose e solide. Valutazione di problematiche ambientali legate ad inquinamento antropico e geogenico su matrici liquide e solide.

???????Conoscenza e capacità di comprensione:

Lo studente deve dimostrare di conoscere le problematiche di tipo ambientale che possono riguardare matrici liquide e solide. In aggiunta attraverso la definizione di un modello concettuale geochimico lo studente deve comprendere il  comportamento degli elementi chimici, la loro mobilità e l’eventuale apporto di inquinanti che possono essere sia di origine naturale che antropica.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:

Lo studente deve essere in grado di:

  • Conoscere e distinguere il concetto di tenore di fondo, delle anomalie geochimiche naturali (geogeniche) ed antropogeniche;
  • Comprendere i fattori che vincolano il comportamento, la distribuzione e la mobilita delle specie chimiche in ambiente superficiale;
  • Conoscere le tecniche di campionamento ed analisi delle diverse matrici;
  • Utilizzare la geochimica ambientale per lo studio delle problematiche di inquinamento dei corpi idrici superficiali e sotterranei e di inquinamento dei sedimenti;
  • Applicare i traccianti isotopici per la definizione dell’origine degli elementi e per l’individuazione di problematiche ambientali.

Autonomia di giudizio:

Lo studente deve essere in grado di realizzare autonomamente uno studio su fenomeni di inquinamento di matrici liquide e solide, distinguendo i contributi geogenici da quelli indotti da attività antropiche, conoscendo ed applicando le principali metodologie analitiche, interpretando i risultati ed elaborando un modello concettuale del sistema geochimico studiato.

Abilità comunicative:

Lo studente deve avere la capacità di trattare ed esporre in modo semplice le conoscenze acquisite, realizzare e presentare un report scientifico, utilizzare in modo adeguato un linguaggio scientifico pertinente allo studio geochimico dei sistemi naturali.

Capacita? di apprendimento:

Lo studente deve aggiornarsi continuamente sugli argomenti di studio acquisiti attraverso la consultazione di libri ed articoli scientifici inerenti la materia di studio ed altresì frequentando seminari, corsi e master universitari di approfondimento su tematiche ambientali che utilizzino ed approfondiscono i concetti di base della geochimica ambientale.

Prerequisiti
 

È necessario avere acquisito le seguenti conoscenze fornite  dal corso di “Chimica” e “Geochimica”:

1)concetti elementari di chimica inorganica con particolare riferimento alle proprietà degli atomi, ai legami chimici, agli equilibri acido-base, alle unità di misura, alla tabella periodica, alle reazioni chimiche.

2)Nozioni di base di termodinamica, di cosmochimica; La crosta terrestre come sistema geochimico;  l’idrosfera e l’atmosfera.

Contenuti del corso
 

Aspetti generali della geochimica

Principi fondamentali della prospezione geochimica

La geochimica delle acque 

La geochimica dei sedimenti 

Utilizzo degli isotopi stabili per questioni ambientali:

Programma esteso
 

Aspetti generali: Abbondanza naturale e classificazione geochimica degli elementi; (4 ore di lezione frontale)

Principi fondamentali della prospezione geochimica: Ambiente e dispersione geochimica; mobilità geochimica in condizioni di P-T elevate ed in ambiente superficiale. Associazioni geochimiche, modelli di distribuzione geochimica. Definizione di tenore di fondo(baseline, background), anomalia e soglia di anomalia; (6 ore di lezione frontale)

La geochimica delle acque: Il ciclo idrologico, caratteristiche chimico-fisiche dell’acqua.  Comportamento degli ioni in soluzione. Concetto di equilibrio chimico, costante di equilibrio e prodotto di solubilità, prodotto di attività ionica, speciazione degli elementi disciolti in acqua, diagrammi di attività. I processi chimico-fisici in acque superficiali e sotterranee. Interazione acqua-roccia: dissoluzione/precipitazione, adsorbimento/scambio, ossidazione/riduzione. Matrici campionabili (piogge, acque superficiali e sotterranee, acque lacustri); metodi di campionamento; Determinazione dei principali parametri chimico-fisici in situ; principali metodiche analitiche dei costituenti maggiori, minori ed in tracce; rappresentazione grafica ed elaborazione dati. Valutazione dei dati di laboratorio (errori analitici e di campionatura, accuratezza e precisione dell’analisi). Concetti generali di monitoraggio ambientale; Principali fenomeni di inquinamento delle acque (fiumi, laghi, sorgenti, acque meteoriche). Esercitazioni sul campo. (6 ore di lezione frontale + 12 ore di attività di laboratorio/escursioni).

La geochimica dei sedimenti: Definizione di sedimento, alterazione di rocce e minerali, minerali di neoformazione,   metodi di campionamento di sedimenti fluviali e lacustri (scelta dei punti, scelta della strumentazione, materiale per il campionamento, conservazione del campione), analisi granulometriche, chimiche e mineralogiche; rappresentazione grafica ed elaborazione dati. Presentazione di progetti a scala nazionale ed internazionale di monitoraggio ambientale di sedimenti fluviali e lacustri. Esercitazioni sul campo. (6 ore di lezione frontale + 10 ore di attività di laboratorio/escursioni).

Utilizzo degli isotopi stabili per questioni ambientali: caratteri generali degli isotopi (misurazioni e notazioni in uso, standard di riferimento), processi naturali di frazionamento. ?D e ?18O nel ciclo idrologico, isotopi dell’azoto, dello zolfo, del boro per questioni ambientali. (10 ore di lezione frontale + 2 ore di attività di laboratorio/escursioni).

Metodi didattici
 

Il corso prevede 56 ore di didattica tra lezioni ed esercitazioni. In particolare sono previste 32 ore di lezione frontale in aula e 24 ore di esercitazioni guidate in aula ed in laboratorio durante le quali è anche previsto, attraverso il computer, l’utilizzo di software specifici (pacchetto office, Phreeqc, the Geochemist’s Workbench). Ad integrazione delle lezioni e delle esercitazioni verranno eseguite escursioni in campo. ???????

Modalità di verifica dell'apprendimento
 

Alla fine del corso si svolgerà 1 prova scritta di verifica che riguarderà il programma comprensivo delle attività di laboratorio e delle escursioni. La prova sarà costituita da 6 domande/quesiti a risposta aperta. Per ogni quesito sarà attribuito un punteggio tra 0 e 5. Successivamente verrà tenuta una prova orale. Durante le prove verrà valutata anche il grado di autonomia del candidato nell’interpretazione dei dati e l’utilizzo di software specifici. ???????

Testi di riferimento e di approfondimento, materiale didattico Online
 

Testo di riferimento:

  • Principles of Environmental Geochemisty.  G. Nelson Eby. Thomson-Brooks/Cole, 2004.
  • Principles of Isotope Geology (2nd Edition). Gunter Faure. John Wiley & Sons, New York, 1986

Testi consigliati per approfondimento:

  • Geochemistry, Groundwater and Pollution (2nd Edition). Appelo, C.A.J.; Postma, Dieke. AA Balkema Publishers, Netherlands, 2005.
  • Environmental and low temperature geochemistry. Peter Ryan. Wiley Blackwell, 2014.
  • Using Geochemical Data: Evaluation, Presentation, Interpretation. Hugh R. Rollinson.   Harlow, Essex, England : New York : Longman Scientific & Technical ; Copublished in the U.S. with J. Wiley & Sons, 1993.

Appunti delle lezioni e materiale didattico fornito dal docente durante il corso.

Metodi e modalità di gestione dei rapporti con gli studenti
 

Il docente riceverà gli studenti nel proprio ufficio (situato al piano secondo dell’edificio 3D, studio n. 3D205) lunedì e mercoledì dalle 12.00 alle 14.00, previo appuntamento concordato via email (michele.paternoster@unibas.it).

Date di esame previste
 

07/06/2021; 29/06/2021; 27/07/2021; 28/09/2021; 26/10/2021; 30/11/2021; 21/12/2021; 22/02/2022

Seminari di esperti esterni
 

si

Altre informazioni
 

Si consiglia di frequentare le lezioni del corso

 
Fonte dati UGOV