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Oggetto:
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Chimica ambientale

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Environmental chemistry

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Anno accademico 2020/2021

Codice attività didattica
STE0056
Docenti
Dr. Monica Passananti (Titolare del corso)
Prof. Davide Vione (Assistente)
Corso di studio
[2102M21] MONITORAGGIO AMBIENTALE, TUTELA E RIPRISTINO
Anno
1° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
CHIM/12 - chimica dell'ambiente e dei beni culturali
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti

Conoscenza di base in ambito chimico allo scopo di:
1) comprendere i processi chimici che avvengono nelle diverse matrici ambientali;
2) comprendere il funzionamento delle tecnologie di controllo ed abbattimento degli inquinanti;
3) acquisire le competenze che sono alla base delle logiche di intervento in ambito ambientale.

Basic knowledge of chemistry in order to:
1) understand the chemical processes taking place in the different environmental compartments;
2) understand the functioning of technologies aimed at pollutant control and abatement;
3) acquire the competences that constitute the foundations of environmental management.
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

L'insegnamento si inserisce nel generale obiettivo del corso di studio di fornire un'approfondita preparazione culturale nell'analisi sistemica dell'ambiente naturale. A tal fine, lo studente di questo insegnamento acquisirà conoscenze relative ai meccanismi chimici alla base dei processi ambientali e dei fenomeni di inquinamento, incluse le dinamiche delle componenti abiotiche dell'ambiente, le loro interazioni e le normative ambientali di riferimento. In aggiunta, lo studente acquisirà competenze specifiche per valutare e gestire i cambiamenti di origine naturale e antropica degli ecosistemi per quanto riguarda processi chimici ed inquinamenti di natura chimica, nonché per pianificare e gestire interventi di risanamento ambientale nel contesto della normativa vigente e delle migliori tecnologie disponibili.

This course shares the general goal of providing a detailed knowledge of the systemic analysis of the natural environment. Therefore, the student will acquire skills 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.

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Risultati dell'apprendimento attesi

L'insegnamento prevede di completare la formazione dello studente con nozioni e strumenti utili ad approfondire la capacità di analisi sistemica dell'ambiente naturale e gli aspetti di funzionamento degli ecosistemi nonché gli strumenti normativi, imprescindibili per comprendere al meglio il funzionamento dell'ambiente e per intervenire su di esso. La formazione a vocazione ambientale del corso di Scienze dei Sistemi Naturali sarà quindi completata e arricchita dalle seguenti competenze:

Conoscenza e capacità di comprensione

Lo studente dovrà essere in grado di descrivere gli aspetti principali dei comparti ambientali e le loro caratteristiche, elencare le tecnologie disponibili per il controllo delle emissioni inquinanti e per la bonifica di matrici contaminate, illustrare le normative vigenti in campo ambientale e catalogare le differenti problematiche ambientali e le migliori strategie per affrontarle.

Autonomia di giudizio

Lo studente dovrà essere in grado di collegare aspetti ambientali, tecnologici e normativi e di effettuare valutazioni di massima relative agli aspetti tecnologici e normativi del controllo dell'inquinamento.

Abilità comunicative

La capacità di comunicazione multidisciplinare è il principale risultato dell'insegnamento. Lo studente dovrà essere infatti in grado di affiancare la terminologia tecnica a quella relativa ai processi ambientali e di concorrere alla risoluzione dei problemi relativi alla gestione ambientale.

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

The student shall be able to describe the main features of the main environmental compartments, know the available technologies for pollution control and environmental remediation as well as the current environmental legislation, and to define the main environmental problems and the best strategies to tackle them.

Independent judgement

The student shall be able to link environmental, technologic and legislation issues, and 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, and the ability to concur to the solution of environmental management problems.

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Programma

Introduzione alle reazioni di combustione, concetto di innesco. Trasformazioni del combustibile in seguito alla combustione, formazione di sottoprodotti. Emissioni dei motori a combustione interna. Processi di formazione del particolato in seguito alle reazioni di combustione. Storia tecnologica del motore a benzina, evoluzione dei carburanti. Problematiche legate all'introduzione del convertitore catalitico e della benzina verde. Sorgenti di particolato in atmosfera. Effetto delle stabilità/instabilità dell'atmosfera sulla concentrazione degli inquinanti. Sorgenti di sostanze inquinanti in area urbana. Introduzione alla chimica e fotochimica dell'atmosfera. Processi di formazione dell'ozono in atmosfera. Problematiche legate all'ozono come inquinante. Formazione e reattivita' del radicale °OH in atmosfera. Formazione e reattivita' del radicale °NO3 in atmosfera. Processi di formazione di composti mutageni e fitotossici in atmosfera.

Introduzione alla composizione delle acque naturali. Strategie generaliper la depurazione delle acque destinate al consumo umano. Tecniche di eliminazione dei solidi sospesi: la decantazione. Tecniche di eliminazione dei solidi colloidali: flocculazione ed aggiunta di polielettroliti. Altre tecniche di eliminazione dei solidi: filtrazione lenta su sabbia e filtrazione rapida su sabbia. Tecniche avanzate di filtrazione. Processi di disinfezione delle acque: la clorazione. Efficacia e problemi legati alla clorazione delle acque. Metodi di disinfezione alternativi: trattamento con biossido di cloro e con ozono. Efficacia e problemi. Il problema della disinfezione residua. Effetto dei materiali usati per fabbricare le tubazioni sulla qualità dell'acqua potabile.

Normativa internazionale e nazionale sulle acque destinate all'uso umano. Caso studio: il potabilizzatore della città di Torino.

Le acque reflue: definizione e trattamenti di depurazione classici. Trattamento primario; trattamento secondario (introduzione ai processi aerobici ed anaerobici, cinetica e fattori che li influenzano); trattamento terziario. 
Tossicità dei metalli pesanti presenti nelle acque naturali e nei suoli. Introduzione al ruolo ambientale dei pesticidi. Storia dei vari pesticidi in uso in agricoltura. Problematiche relative al loro utilizzo, impatto sulla salute umana e sull'ambiente. Impatto ambientale di alcune classi di idrocarburi clorurati: PCB, diossine, furani.

I rifiuti. Sistema integrato di gestione dei rifiuti con implicazioni sui modelli di sviluppo. Criteri generali di classificazione, codificazione e caratterizzazione merceologica dei rifiuti. Definizione di rifiuti solidi urbani, assimilabili, nocivi, tossici, speciali. Quadro legislativo internazionale e legislazione vigente in materia di rifiuti. Criteri gestionali nel trattamento dei rifiuti solidi: prevenzione, recupero, riciclo, trattamento, smaltimento. Il trattamento dei rifiuti indifferenziati. I trattamenti a freddo e i trattamenti termici. Termovalorizzatori: caratteri generali e principio di funzionamento. Tipologie di forni combustori. Postcombustione ed eliminazione dei composti volatili tossici. Recupero del calore per scambio termico. Abbattimento delle polveri e dei fumi. Caso studio: il termovalorizzatore della città di Torino. Impianti di termodegradazione: pirolizzatori, gassificatori.

ATMOSPHERIC CHEMISTRY
Emissions by combustion processes in the atmosphere. Formation of pollutants during the combustion reactions and available abatement techniques. Sources of particulate matter to the atmosphere. Effect of the meteorological conditions on the concentration of pollutants in the atmosphere. Chemistry and photochemistry of the atmosphere:
formation of ozone, formation and reactivity of the hydroxyl and nitrate radicals.

WATER CHEMISTRY
Introduction to composition and pollution of natural waters. Water treatment for human use: removal of solids (suspended and colloidal), disinfection, disinfection by-products. Toxicity of heavy metals present in water and soil.

SOIL CHEMISTRY
Pollutant classes: pesticides, PCBs, dioxins, furans. Problems related to waste disposal.

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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 casi studio 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.

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.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

PROVA ORALE. 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 ambientali. 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.

In seguito all’emergenza sanitaria dovuta a COVID 19 l’esame nella sessione estiva sarà solo orale e verrà svolto in modalità telematica tramite la piattaforma Webex. Questa modalità sarà seguita finché non cesserà l'emergenza sanitaria e verrà ripristinata la modalità precedente.

ORAL EXAMINATION. 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 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.

Due to COVID 19 emergency, the oral examination in the summer session will be performed by Webex platform. This mode will be followed until the end of the emergency.

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Testi consigliati e bibliografia

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile online o presso:

3° e 2° Piano (presso i docenti di riferimento), Dipartimento di Chimica, Università di Torino, Via P. Giuria 5,
10125 Torino. 
• Testo di riferimento: C. Baird, Chimica dell'Ambiente, Zanichelli.

The teaching material is available online or at:

2nd and 3rd floor, Department of Chemistry,
University of Torino, Via P. Giuria 5, 10125 Torino. Anyway, the students
will receive it during the lessons.

  • Reference book: C. Baird, Chimica dell'Ambiente, Zanichelli.
Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    01/03/2020 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2022 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 15/12/2020 10:36
    Location: https://www.monitoraggioambientale.unito.it/robots.html
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