Vai al contenuto principale
Oggetto:
Oggetto:

CHIMICA DEI SISTEMI ACQUATICI

Oggetto:

Aquatic chemistry

Codice attività didattica
CHI0136
Docente
Prof. Davide Vione (Titolare del corso)
Corso di studio
Laurea Magistrale in Chimica dell'Ambiente D.M. 270 (1° anno)
Anno
1° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
CHIM/01 - chimica analitica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti

Conoscenza di base degli equilibri chimici e dei calcoli relativi agli equilibri
Basic knowledge of chemical equilibria and their mathematics

Propedeutico a
Nessun corso
No other courses
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Obiettivi formativi

 L'insegnamento si inserisce nel generale obiettivo del corso di studio di fornire un'approfondita preparazione culturale nel campo della chimica e fisica dell'ambiente naturale e delle dinamiche delle interazioni naturali e antropogeniche, relativamente ai sistemi acquatici. A tal fine, lo studente di questo insegnamento acquisirà conoscenze relative ai meccanismi chimici alla base dei processi ambientali e dei fenomeni di inquinamento nelle acque naturali, incluse le dinamiche delle componenti abiotiche dell'ambiente, le loro interazioni e le tecnologie di abbattimento degli inquinanti. In aggiunta, lo studente acquisirà competenze specifiche per valutare e gestire i cambiamenti di origine naturale e antropica degli ecosistemi acquatici, nonché per limitare l'impatto dell'inquinamento sulla salute umana.

DIDATTICA ALTERNATIVA: Obiettivi formativi invariati

 This course shares the general goal of providing a detailed knowledge of the systemic analysis of the natural environment. Therefore, the student will acquire competences concerning the chemical mechanisms behind the environment processes and the pollution phenomena, the dynamics of the abiotic environmental components, their interactions, as well as the environmental legislation. Moreover, the student will receive specific know-how to assess and manage the natural and anthropic changes in the ecosystems, as far as chemical processes and pollution are concerned. This knowledge will allow for the planning and management of environmental restoration practices in the framework of existing legislation and best available technologies.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

L'insegnamento prevede di completare la formazione dello studente con nozioni e strumenti utili ad approfondire le conoscenze su chimica e fisica dei sistemi acquatici e gli aspetti di funzionamento degli ecosistemi, imprescindibili per comprendere al meglio il funzionamento dei corpi idrici e per intervenire su di essi. La formazione a vocazione ambientale del corso di Chimica dell'Ambiente sarà quindi completata e arricchita dalle seguenti competenze:

Conoscenza e capacità di comprensione

- descrivere gli aspetti principali dei sistemi acquatici e le loro caratteristiche;

- elencare le tecnologie disponibili per la depurazione delle acque destinate al consumo umano;

- catalogare le differenti problematiche ambientali e le migliori strategie per affrontarle.

Autonomia di giudizio

- collegare aspetti ambientali e tecnologici;

- effettuare delle valutazioni di massima relative agli aspetti tecnologici della depurazione delle acque.

Abilità comunicative

La capacità di comunicazione multidisciplinare che ne consegue è il principale risultato dell'insegnamento. Lo studente sarà infatti in grado di:

- affiancare la terminologia tecnica a quella relativa ai processi ambientali nelle acque;

- concorrere alla risoluzione dei problemi relativi alla gestione degli ambienti acquatici.

 

DIDATTICA ALTERNATIVA: Nessuna variazione nei risultati di apprendimento attesi

This course aims at providing the student with knowledge and instruments useful to systemically analysing the natural environment, the functioning of the ecosystems as well as the legislation. This piece of knowledge is essential to understand the functioning of the environment and to operate on it. The environmental expertise will be complements by the following competences:

 Understanding

 -         description of the main features of the main environmental compartments;

-         knowledge of the available technologies for pollution control and environmental remediation;

-         knowledge of the current environmental legislation;

-         ability to define the main environmental problems and the best strategies to tackle them.

 

Independent judgement

-         Ability to link environmental, technologic and legislation issues;

-         ability to assess the main technological and legislative aspects of pollution control.

 

Communication skills

 The course will also provide multidisciplinary communication skills concerning in particular:

-         the ability to connect technical and environmental terminologies;

-         the ability to concur to the solution of environmental management problems.

 

Oggetto:

Programma

Introduzione ai processi di depurazione delle acque destinate al consumo umano. Inquinamento di origine naturale ed antropica. Introduzione alla tecnica di clorazione quale processo di disinfezione delle acque. Reazioni che coinvolgono il cloro/acido ipocloroso, formazione di sottoprodotti indesiderati. Introduzione alla disinfezione delle acque con biossido di cloro. Reazioni del biossido di cloro, vantaggi rispetto alla clorazione e limiti della tecnica. Introduzione all'ozonizzazione delle acque potabili. Problematiche relative all'utilizzo dell'ozono e reazioni dell'ozono nei sistemi acquatici. Cenni sulla tecnica di disinfezione con radiazione ultravioletta. Reazioni redox nelle acque naturali, il ruolo dell'ossigeno. Processi biologici di attivazione dell'ossigeno molecolare. Definizione dei potenziali redox nelle acque naturali. Relazione tra potenziali redox nelle acque naturali e cicli biogeochimici. La speciazione redox nelle acque dei laghi stratificati. Processi fotochimici (fotolisi diretta ed indiretta) nelle acque naturali, modelli fotochimici per la descrizione dei sistemi acquatici in condizioni di irradiazione. Modelli fotochimici che descrivono i sistemi acquatici sotto irradiazione. Modelli di speciazione delle specie disciolte nelle acque naturali. Schemi generali per il calcolo della speciazione, includendo insieme le reazioni acido-base, la formazione di complessi e le reazioni redox. Descrizione dei software in grado di eseguire i calcoli suddetti. Introduzione agli equilibri acido-base nei sistemi naturali: il caso del biossido di carbonio-acido carbonico. Diagrammi di fase delle specie carbonato in un sistema chiuso. Introduzione agli equilibri acido-base nei sistemi aperti, in presenza di CO2. Diagrammi di distribuzione delle specie in funzione del pH nei sistemi aperti. Equilibri di solubilità nei sistemi aperti. Derivazione del pH dell'acqua di mare a partire dagli equilibri di dissoluzione di CaCO3 e CO2. Altri esempi di applicazioni ambientali degli equilibri delle specie carbonato: formazione di stalattiti e stalagmiti nelle grotte, ruolo degli oceani nel fenomeno dell'effetto serra.

DIDATTICA ALTERNATIVA: Programma invariato

Introduction to the treatment of water for human use. Anthropic and natural pollution of water. The chlorination technique for water disinfection, the reactions that take place in the presence of chlorine/hypochlorous acid, formation of chlorinated by-products. Water disinfection with chlorine dioxide, advantages compared to the chlorination and problems of the technique. Ozonization of water, problems linked to the use of ozone and reactions of ozone in the aqueous solution. Water disinfection by use of ultraviolet radiation. Redox reactions in natural waters, the role of oxygen. Biological oxygen activation, definition of redox potentials in natural waters. Relationship between redox potentials and biogeochemical cycles, redox speciation in thermally stratified lakes. Photochemical processes (direct and indirect photolysis) in natural waters, photochemical models to describe aquatic systems under irradiation. Speciation models for dissolved species in natural waters. General strategies to determine speciation, including acid-base reactions, complex formation and redox processes. Description of software packages able to carry out the cited calculations. Introduction to the acid-base equilibria in natural waters: the case of carbon dioxide-carbonic acid. Distribution diagrams of the carbonate species in closed systems. Introduction to the acid-base equilibria in systems open to the atmosphere, in the presence of carbon dioxide. Distribution diagrams of the species as a function of pH in open systems. Solubility equilibria in open systems. Calculation of the pH of seawater from the dissolution equilibria of CaCO3 and CO2. Environmental applications of the equilibria involving the carbonate species: formation of stalactites and stalagmites in caves, role of the oceans in the global carbon cycle.

Oggetto:

Modalità di insegnamento

 L'Insegnamento è strutturato in 48 ore di didattica frontale, suddivise in lezioni da 2 ore in base al calendario accademico. La didattica frontale si costituisce di lezioni teoriche. Durante l'insegnamento sono proposte agli studenti alcuni esempi allo scopo di esemplificare alcune applicazioni nel mondo reale dei principi esposti a lezione. La frequenza è facoltativa, consigliata, e la prova finale sarà uguale per frequentanti e non.

DIDATTICA ALTERNATIVA: Il corso potrebbe esere erogato in modalità a distanza per tutto il periodo di chiusura delle strutture didattiche dell'Università in relazione al DM "#IoRestoaCasa" con:

  • Materiale didattico pubblicato su Campusnet (slide con audio).
  • Comunicazione con gli studenti: email per domande.
  • Più avanti si organizzerà una riunione webex per chiarimenti e domande

Al momento non è possibile fornire maggiori dettagli, i quali saranno comunicati non appena noti.

This course is based on 48 hours of class teaching, combined in 2-hour classes according to the academic calendar. Class teaching will also include the exemplification of some case studies to address the real-world application of the theoretical principles. It is not compulsory to attend the classes, but it is strongly advised to do so. The final examination will be the same, independently of the course attendance.

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica della preparazione degli studenti avverrà con colloquio orale in cui si porranno domande relative agli argomenti del corso. I punti totali (fino a 30) saranno suddivisi sulla base delle risposte alle domande e della capacità di comprensione e sintesi dimostrata dallo studente. La tipica durata del colloquio è di 30-45 minuti.

Gli argomenti oggetto d'esame rifletteranno quelli trattati durante l'insegnamento e presenti nel programma, elaborati in modo da portare gli studenti a riflettere sulle problematiche relative ai sistemi acquatici. Il colloquio, oltre a verificare la conoscenza e la comprensione degli argomenti trattati, si pone l'obiettivo di verificare le competenze di cui sopra (cfr Risultati dell'apprendimento attesi): le domande, infatti, comprenderanno elementi descrittivi ma anche critici.

Necessario al superamento dell'esame è un corretto utilizzo della terminologia ed una chiara e sintetica esposizione orale che esponga i collegamenti logici tra gli argomenti trattati.

ESAMI A DISTANZA: modalità orale secondo il Decreto Rettorale n.1097/2020. L'esame consiste di un colloquio che si svolgerà su piattaforma webex.

 

The final examination will be based on a colloquium with questions concerning the course topics. The total marks (up to 30) will be given based on answers to the questions and on the ability of the student to synthesise and understand the different topics. The typical duration of the exam is 30-45 minutes.

The exam topics will be based on the topics explained during the lessons, so as to induce the student to reflect on environmental problems. The questions made during the exam will address both the student's knowledge of the different topics and the acquired skills (see above).

To pass the exam it is also necessary to show a correct use of the technical terminology and to provide a clear and synthetic exposure of the topics that highlights the main logical links between them.

Oggetto:

Testi consigliati e bibliografia

I testi base consigliati per il corso sono: W. Stumm, J. Morgan, Aquatic Chemistry, wiley, NY, 1996.
W. Stumm, J. Morgan, Aquatic Chemistry, wiley, NY, 1996.

Oggetto:

Note

Frequenza consigliata ma facoltativa.

Attendance: recommended but not compulsory.

Oggetto:

Orario lezioniV

GiorniOreAula
Lunedì11:00 - 13:00
Martedì10:00 - 11:00
Venerdì11:00 - 13:00

Lezioni: dal 01/03/2010 al 11/05/2010

Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    01/03/2020 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2022 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 18/06/2020 09:40
    Non cliccare qui!