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ANALISI INQUINANTI CON LABORATORIO

 

Analytical chemistry of pollutants

 

Anno accademico 2017/2018

Codice attività didattica
MFN0259
Docenti
Prof. Claudio Minero (Titolare del corso)
Prof. Paola Calza (Titolare del corso)
Corso di studio
Laurea Magistrale in Chimica dell'Ambiente D.M. 270 (1° anno)
Anno
1° anno
Periodo didattico
Primo Semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
12
SSD attività didattica
CHIM/01 - chimica analitica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
  • italiano
  • english
Principi di base dell’analisi strumentale forniti nel triennio di Chimica
Propedeutico a
  • italiano
  • english
Nessun corso
 
 

Obiettivi formativi

  • italiano
  • english
Il corso si prefigge l’obiettivo di insegnare agli studenti ad affrontare le diverse problematiche ambientali in toto, dalla fase di campionamento e pretrattamento del campione fino all’analisi, eseguita con le tecniche analitiche adeguate, e all’elaborazione finale dei dati. Nel corso del laboratorio gli studenti si confrontano con diverse tematiche ambientali con approccio volto sia all’approfondimentoto dell’aspetto prettamente analitico (riconoscimento qualitativo e quantitativo di analiti in tracce in matrici complesse) che alla bonifica ambientale (utilizzo di diversi processi di trattamento per l’eliminazione di sostanze potenzialmente tossiche per l’ambiente e/o l’uomo).
 

Risultati dell'apprendimento attesi

  • italiano
  • inglese

Lo studente acquisisce la conoscenza teorico e pratica, anche attraverso la pratica diretta di laboratorio sulla strumentazione, e l'autonomia di azione con tecniche strumentali (verificata con esercitazioni di laboratorio sia per componenti organici, che inorganici) su campionamento e misure strumentali di inquinanti ambientali. Inoltre acquisisce la capacità di selezione delle tecniche di analisi più opportune, e di sviluppare autonomamente metodiche analitiche innovative in
funzione dello scopo del monitoraggio.

 

 

Programma

  • italiano
  • english

LEZIONI FRONTALI.

Valutazione dell’impatto ambientale. Definizione di comparti ambientali. Distribuzione spaziale e temporale: variabili specifiche e sistemiche. Concetto di monitoraggio e tipi di monitoraggio.

Chimica dell’atmosfera. Gas atmosferici, sorgenti di inquinamento ed emissioni, concentrazione tipiche e di controllo. Particolato atmosferico primario e secondario, processi di formazione e rimozione. Campionamento di aria e di particolato. Calibrazione di miscele gassose.

Campionamento e trattamento dei campioni di acqua. Parametri generali della qualità dell’acqua e loro significato. Misure di metalli: pretrattamento e immagazzinamento. Analisi degli anioni.

Campionamento e trattamento dei campioni di suolo e sedimenti. Estrazioni mediante tecnica Purge&Trap, spazio di testa, assistita da microonde, liquidi supercritici e subcritici, SPME, ASE.

Classificazione dei composti organici per acidità e idrofobicità. Separazione dei composti organici in classi: schemi di frazionamento con solventi e con resine/SPE.

Spettroscopie in assorbimento. Cenni alla strumentazione di laboratorio e remota. Metodi in derivata. Tecniche multicanale e multiplexing. Tecniche fotoacustiche e termo-ottiche. Fotoluminescenza: principi, applicazioni analitiche ambientali ed in HPLC. Misure remote, fluorescenza risolta nel tempo. Derivatizzazione con fluorofori per pesticidi ed erbicidi. Chemiluminescenza. Determinazione della biomassa.

Spettroscopia Raman: principi e applicazioni analitiche. Spettroscopie Raman multifotoniche e ottica non lineare. Misure in atmosfera con tecniche FTIR. Sorgenti laser. Principi fisici e definizioni. Single mode, TEM, operazione in CW e pulsata, Q-switching, cavity dumping e mode-locking. Classificazione dei tipi di laser. Strumentazione per misure di cinetica veloce. Tecniche LIDAR bistatiche e monostatiche. Misure in scattering Raman e fluorescenza: applicazioni in atmosfera. Composti determinabili e limiti di rilevazione. Esempi di mappe di concentrazione. Tecnica DIAL in infrarosso e visibile.

 Metodi standard di misura e strumentazione per l’analisi degli inquinanti atmosferici. Principi e strumentazione avanzata di spettrometria di massa. Analizzatori di massa: magnetici, quadrupolari, ion-traps, a tempo di volo, FTMS, orbitrap e rivelatori; principi di funzionamento e applicazioni per l’analisi degli inquinanti. Applicazioni ambientali.  Metodi radiochimici: principi e strumentazione (trasduttori a gas, a scintillazione e a semiconduttore). Analisi per attivazione neutronica (NAA): principi ed applicazioni. Applicazioni delle tecniche separative e spettroscopiche a classi di composti organici. I PAH: genesi, tipologia, reattività chimica e biologica, origine della loro tossicità, ripartizione in acqua, sedimenti e aria. Composti cloroorganici e composti organofosforati.

LABORATORIO. Campionamento e analisi qualitativa e quantitativa mediante HPLC di aldeidi indoor ed outdoor. Degradazione di pesticidi per via fotocatalitica: scomparsa e riconoscimento qualitativo dei prodotti di trasformazione mediante HPLC/MS. Trattamento di acque contaminate da coloranti mediante tecniche di ossidazione avanzata (fotocatalisi eterogenea, reazione di Fenton e di foto-Fenton), analisi dei campioni per via spettrofotometrica. Determinazione dei sottoprodotti alogenati di disinfezione di acque contenenti materia organica naturale e soggetti a clorazione (trialometani in funzione del tempo di contatto e del rapporto cloro/bromuri). Sottoprodotti alogenati mediante microestrazione in fase solida ed analisi GC/MS. Analisi di campione di terreno: omogeneizzazione, frazionamento, estrazione (Soxhlet e CEM) e riconoscimento dei principali contaminanti organici (GC/MS).

Campionamento del particolato atmosferico. Estrazione, evaporazione e frazionamento del campione estratto e concentrazione delle frazioni raccolte. Analisi mediante GC-MS delle frazioni estratte, riconoscimento qualitativo dei principali inquinanti e loro quantificazione.

 

Modalità di insegnamento

  • italiano
  • english

Il corso prevede 8 CFU di lezione frontale (32 h Calza e 32 h Minero) e 4 CFU di laboratorio (64 h Calza). La frequenza delle lezioni frontali non è obbligatoria. Poichè gli argomenti trattati, che sono reperibili su numerosissimi diversi testi, sono riassunti nelle dispense fornite dai docenti, lo studio è enormemente facilitato dalla frequenza alle lezioni. Il corso di laboratorio è invece obbligatorio.

 

Modalità di verifica dell'apprendimento

  • italiano
  • inglese

L'esame si svolge, di norma, come segue: esame orale sulla parte di corso tenuto con lezioni frontali e redazione di una relazione tecnico/scientifica sulla parte di laboratorio con discussione finale.

 

 

Attività di supporto

non sono previste attività di supporto

 

Testi consigliati e bibliografia

  • italiano
  • inglese

I testi base consigliati per il corso sono tutti i testi di chimica strumentali
a scelta dello studente che trattano gli argomenti svolti. Si consiglia lo
studio sulle dispense fornite dai docenti.

 

Orario lezioniV

GiorniOreAula
Mercoledì11:00 - 12:00
Giovedì11:00 - 13:00
Venerdì11:00 - 13:00

Lezioni: dal 07/10/2014 al 20/01/2015

Nota: Il laboratorio avrà inizio il giorno giovedì 20 novembre 2014 alle ore 14 con le consegne di laboratorio e la lezione introduttiva al corso che avrà luogo presso l'aula A- via P. Giuria 5- e proseguirà con il seguente orario:
dal lunedì al venerdì: 14-18
Gli studenti interessati a frequentare il laboratorio sono pregati di iscriversi on line al suddetto corso entro venerdì 31 ottobre.

Registrazione
  • Chiusa
    Apertura registrazione
    12/10/2016 alle ore 12:00
    Chiusura registrazione
    11/11/2016 alle ore 12:00
    N° massimo di studenti
    40 (Raggiunto questo numero di studenti registrati non sarà più possibile registrarsi a questo corso!)
     
    Ultimo aggiornamento: 20/07/2017 20:51
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