CHIMICA ANALITICA AMBIENTALE

L’insegnamento di Chimica Analitica Ambientale si inserisce tra le attività formative affini/integrative del corso di laurea in Ingegneria per la Transizione Ecologica. L'insegnamento contribuisce alla formazione di figure in grado di comprendere, utilizzare e valutare criticamente i dati analitici impiegati nello studio, nel monitoraggio e nel controllo delle matrici ambientali. L’insegnamento fornisce conoscenze e strumenti metodologici relativi ai principi della misura analitica, alla qualità del dato, al campionamento, alla preparazione del campione e alle principali tecniche analitiche classiche e strumentali applicate a matrici quali aria, acqua, suolo e rifiuti. In questo modo, il corso contribuisce al raggiungimento degli obiettivi formativi del corso di studio, preparando lo/a studente/ssa a formulare correttamente quesiti analitici, a dialogare in modo consapevole con i laboratori di analisi e a interpretare i risultati in funzione di problemi di monitoraggio, conformità, valutazione del rischio e risanamento ambientale. L’insegnamento costituisce inoltre la naturale prosecuzione applicativa del corso di Chimica dell’Ambiente.

Al termine dell’insegnamento, lo/a studente/ssa avrà acquisito conoscenze relative ai principi fondamentali della chimica analitica applicata all’ambiente, alla natura statistica del dato analitico, ai principali parametri di qualità della misura, ai principi di validazione e controllo qualità dei metodi analitici, alle strategie di campionamento e preparazione del campione e ai fondamenti teorici e strumentali delle principali tecniche analitiche classiche e strumentali impiegate per la caratterizzazione chimica delle matrici ambientali.

Lo/a studente/ssa sarà in grado di:
- comprendere il ruolo del dato analitico nei processi di monitoraggio, controllo e decisione in ambito ambientale;
- utilizzare correttamente la terminologia scientifica relativa a metodi, strumenti e parametri di qualità analitica;
- valutare in modo critico l’idoneità di una tecnica o di un metodo in funzione della matrice, dell’analita e dell’obiettivo dell’indagine;
- comprendere i principi di base di un piano di campionamento e delle principali strategie di preparazione del campione;
- interpretare i risultati analitici tenendo conto di accuratezza, precisione, sensibilità, limiti di rivelazione, incertezza e controllo qualità;
- collegare i principi teorici delle tecniche analitiche ai principali ambiti applicativi del monitoraggio ambientale.

L’insegnamento svilupperà inoltre la capacità di discutere criticamente potenzialità e limiti dei dati analitici e di utilizzare tali conoscenze per affrontare problemi ambientali in modo metodologicamente consapevole.

Sono richieste conoscenze di base di chimica generale e stechiometria, dei contenuti fondamentali del corso di Chimica dell’Ambiente e di elementi di matematica.

L’insegnamento affronta i principi e le applicazioni della chimica analitica ambientale, con particolare riferimento al ruolo del dato analitico nei processi di monitoraggio, controllo e supporto alle decisioni in ambito ambientale. I contenuti comprendono i fondamenti della misura analitica, la natura statistica del dato, le tipologie di errore, l’incertezza di misura, il trattamento statistico dei risultati e i principi di base della significatività statistica; la validazione e il controllo qualità dei metodi analitici, incluse figure di merito, materiali di riferimento, prove interlaboratorio, carte di controllo, concetto di misura affidabile e principi di disegno sperimentale.
Il corso affronta inoltre il campionamento e la preparazione del campione per matrici ambientali, con riferimento a strategie di misura in-situ ed ex-situ, discrete e continue, piani e strategie di campionamento, rappresentatività, conservazione, trasporto, contaminazione, QA/QC, dispositivi di campionamento e principali tecniche preparative, incluse estrazioni classiche e assistite, SPE, QuEChERS, microestrazione e digestione per analisi elementari.
Sono poi trattati i fondamenti degli equilibri chimici in soluzione acquosa e dei metodi volumetrici, con particolare riferimento a equilibri acido-base, di complessamento, di solubilità e redox, curve di titolazione e applicazioni ambientali; le principali tecniche elettroanalitiche, con particolare riferimento a potenziometria, elettrodi iono-selettivi, voltammetria, voltammetria di stripping, amperometria e conduttometria; le tecniche di spettroscopia molecolare, con riferimento a UV-Vis, fluorescenza, IR e Raman; le tecniche di spettroscopia atomica, con riferimento ad AAS, ICP-OES e AFS; le tecniche cromatografiche, con particolare riferimento a GC e HPLC, ai parametri di ritenzione, efficienza, selettività e risoluzione, e ai principali rivelatori impiegati in campo ambientale. È inoltre prevista una introduzione opzionale alla spettrometria di massa e alle tecniche ifenate.
Gli argomenti sono sviluppati anche attraverso esempi applicativi relativi al monitoraggio e alla caratterizzazione di matrici ambientali, che costituiscono parte integrante del corso e servono a collegare i principi analitici a problemi reali di conformità, speciazione, screening, monitoraggio e controllo.

Materiali di studio obbligatori: slide e materiali didattici presentati e discussi durante le lezioni, resi disponibili dal docente tramite la piattaforma Moodle del corso.

Testi integrativi (opzionali) consigliati:
Sabbatini, Malitesta, Pastore, Chimica Analitica, Edises, 2025.
Christian, Dasgupta, Schug, Chimica analitica, Piccin, 2024.
Per approfondimenti specifici sul campionamento ambientale: Zhang, Fundamentals of Environmental Sampling and Analysis, Wiley-Interscience, 2007.
Altri materiali opzionali: eventuali materiali aggiuntivi, articoli, report o ulteriori riferimenti bibliografici caricati o segnalati durante il corso.

La verifica dell’apprendimento avviene mediante prova orale. La prova è finalizzata a verificare: la conoscenza dei principi teorici della chimica analitica ambientale e delle principali tecniche analitiche trattate nel corso; la capacità di impostare correttamente la risoluzione di problematiche analitiche relative a matrici ambientali; la capacità di interpretare criticamente dati e risultati analitici, tenendo conto di qualità del dato, incertezza, limiti dei metodi e idoneità allo scopo; l’uso corretto della terminologia tecnico-scientifica. L’esame verte sui contenuti presenti nelle slide del corso; eventuali materiali aggiuntivi sono da considerarsi opzionali.

orale

Il/la docente ha il dovere di vigilare affinché siano rispettate le regole di autenticità e originalità delle prove d'esame. Di conseguenza, nei casi in cui vi sia il sospetto di un comportamento irregolare, l'esame può prevedere un ulteriore approfondimento, contestuale alla prova d'esame, che potrà essere realizzato anche in modalità differente rispetto alle modalità sopra riportate.

Griglia di valutazione:
27-30: piena padronanza degli argomenti trattati a lezione; capacità di riorganizzare in autonomia le informazioni acquisite per adattare le strategie analitiche proposte ad applicazioni specifiche; uso della terminologia tecnica appropriata;
23-26: discreta conoscenza degli argomenti trattati a lezione; discreta abilità nell'ordinare le informazioni e presentare efficacemente soluzioni analitiche descritte a lezione; familiarità con la terminologia tecnica;
18-22: conoscenza superficiale degli argomenti trattati a lezione; esposizione orale parzialmente ordinata con necessità di guida a tratti, uso non sempre corretto della terminologia tecnica.
La lode verrà attribuita in presenza di dimostrata capacità di rielaborare in modo personale, originale e critico le soluzioni analitiche proposte nel programma

L’insegnamento si svolge attraverso lezioni frontali in presenza. Le attività didattiche sono finalizzate alla comprensione dei principi teorici della chimica analitica ambientale e delle principali tecniche analitiche applicate alle matrici ambientali. Gli argomenti vengono sviluppati anche attraverso esempi applicativi che costituiscono parte integrante del percorso didattico e permettono di collegare i contenuti teorici a problemi reali di monitoraggio e controllo ambientale.