METODOLOGIE CHIMICO-ANALITICHE APPLICATE ALL'AMBIENTE

L'obiettivo del corso è di indirizzare lo studente nell'individuare strategie e procedure per valutare la qualità dell'ambiente, quindi nella scelta delle metodologie chimico analitiche più idonee per indagare la presenza e la distribuzione di inquinanti in matrici di interesse ambientale nonché i parametri più idonei alla caratterizzazione ed a definire la qualità dei sistemi ambientali.
Il corso consente di individuare le tecniche analitiche più idonee a determinare il contenuto di specie chimiche inquinanti presenti a livello di traccia e ultratraccia, acquisire il concetto di speciazione e delle tecniche che consentono di differenziare e quantificare le forme chimiche assunte da singoli elementi chimici in matrici ambientali.

Lo studente acquisirà la capacità di produrre ed interpretare i dati analitici per una corretta valutazione della qualità dell'ambiente. In particolare lo studente avrà le competenze necessarie alla scelta delle tecniche chimico analitiche più idonee per la caratterizzazione di acque naturali, suoli e sedimenti, il controllo della presenza e distribuzione di specie chimiche inquinanti o di parametri che consentono di definire lo stato di qualità di un sistema ambientale; avrà la capacità di definire le strategie di campionamento, in termini di distribuzione dei campioni, metodologie di campionamento e strumentazione di campionamento, più adatte al monitoraggio di sistemi ambientali.

Conoscenza dei principi di funzionamento delle tecniche Chimico analitiche strumentali e classiche. Conoscenza delle nozioni di base di statistica e chemiometria.

Vengono prese in considerazione tutte le fasi analitiche per la valutazione della distribuzione di parametri chimici in sistemi ambientali:
Caratterizzazione del sistema in esame. Strategia di campionamento (distribuzione dei siti di campionamento, strumentazione per il campionamento di acque naturali e sedimenti). Trattamento del campione e procedure per la conservazione. Determinazione analitica. Procedure di differenziazione delle diverse forme chimiche e fisiche degli analiti considerati.
I parametri analitici presi in considerazione sono schematicamente divisi come segue:
- Parametri ed analiti inorganici
Contenuto totale e procedure di speciazione di metalli pesanti, contenuto fosforo totale e fosforo idrolizzabile, contenuto e speciazione dell'azoto, silicio reattivo. Ossigeno disciolto, domanda chimica di ossigeno, domanda biochimica di ossigeno.
- Parametri ed inquinanti organici
Carbonio organico totale e disciolto, idrocarburi (alifatici ed IPA), inquinanti organo clorurati (PCB, PCDF, PCDD, pesticidi ed erbicidi)
Nell'affrontare le problematiche relative alla determinazione di alcuni parametri vengono illustrate le procedure di automatizzazione delle procedure analitiche per determinazioni in continuo.
Il corso prevede esercitazioni che hanno lo scopo di sperimentare le tecniche e le metodologie di indagine studiate.

Materiale didattico preparato dal docente.
Fiefield F.W., Hanes P., Environmental Analytical Chemistry, Chapman and Hall, London
Mundroch A., MacKmight S.D., Handbook of Techniques for acquatic Sediments Sampling, Lewis Publ., Boca Raton.
Fresenius W., Quentin K.E. and Schneider W., Water Analysis, Springer-Verlag Berlin.
Hunt D.T.E. and Wilson A.L., The Chemical Analysis of Water, Royal Society of Chemistry, Cambridge.
Manahan S.E., Environmental Chemistry, Lewis, Chelsea, Michigan.
Moore T.C.Jr. and Health G.R., in "Chemical Oceanography", J.P. Riley and R. Chester (Eds.), Vol.7, chapt. 36, Academic Press, London.
UNICHIM, Misure alle Emissioni, Flussi gassosi convogliati, Metodo Unichim n.825.
Methods for determination of inorganic substances in water and fluvial sediments, U.S.Geological Survey.
Batley G.E., Trace Element Speciation: Analytical Methods and Problems, CRC Press, Florida.
Greenberg A.E., Connors J.J. and Jenkins D., Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, APHA, AAWWA, WPCF, Washington.
Manahan S.E., Environmental Chemistry, Lewis, Chelsea, Michigan.
Spiro T.G., Stigliani W.M., Chemistry of the Environment,Prentice Hall, Upper Saddle River.

Durante le esercitazioni di laboratorio, gli studenti sono invitati a discutere con il docente i risultati sperimentali delle analisi ed interpretare i risultati ottenuti, alla fine dovranno redigere una relazione che descriva le caratteristiche del sistema esaminato ed interpretare criticamente i risultati ottenuti nelle varie esperienze di laboratorio.

orale

Lezioni frontali ed attività di laboratorio. Le lezioni frontali hanno lo scopo di illustrare le strategie di campionamento tenendo conto delle caratteristiche fisiche del sistema ambientale in esame (morfologia, variabilità nello spazio e nel tempo, omogeneità) e la relazione con gli obbiettivi dello studio; vengono illustrati i paramentri chimici, fisici e biologici che consentano la caratterizzazione generale del sistema in esame; metodologie chimico-analitiche per la determinazione di specifiche classi di inquinanti. Le attività di laboratorio consentono allo studente di mettere in pratica le conoscenze acquisite, imparando a svolgere le analisi in autonomia.

Le attività sono condotte in piccoli gruppi questo dovrebbe ridurre rischi di contagio da COVID-19; cambiamenti nell'organizzazione delle esercitazioni potrebbero essere necessari in caso l'epidemia si dovesse espandere in maniera non controllata.

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Capitale naturale e qualità dell'ambiente" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile