GEOCHIMICA APPLICATA ALLO STUDIO DEI PROCESSI AMBIENTALI

L’insegnamento si propone di fornire le conoscenze sulla metodologia isotopica applicata allo studio dei processi naturali. Le metodologie della geochimica isotopica saranno utilizzate per analizzare e risolvere i problemi di ordine geologico, idrogeologico e ambientali relativi alla difesa e gestione del territorio e delle risorse idriche superficiali e sotterranee. In particolare, il corso si focalizzerà sulle variazioni della composizione isotopica in natura di H, C, N, O, S, e sulle metodologie analitiche associate e loro applicazioni allo studio dei processi idrogeologici nonché di quelli ambientali, ecologici e tracciabilità dei cibi e dei prodotti. Saranno prese considerazioni in particolar modo le tematiche riguardanti le applicazioni nelle diverse sfere del sistema terrestre.
Queste conoscenze consentono allo studente di acquisire competenze necessarie: i) all’utilizzo di metodologie isotopiche per risolvere problemi di gestione delle risorse idriche; ii) alla valutazione di metodologie funzionali al monitoraggio ambientale; iii) all’utilizzo della metodologia isotopica in ecologia; iv) alla tracciabilità di prodotti agroalimentari e altri prodotti.

La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative (lezioni frontali, seminari di approfondimento, presentazioni da parte degli studenti di articoli scientifici) e lo studio individuale permetteranno allo studente di: i) acquisire le conoscenze di base legate all’applicazione delle metodologie isotopiche a problematiche ambientali; ii) acquisire le conoscenze per l’applicazione delle metodologie isotopiche alla risoluzione di problemi legati alla gestione delle risorse idriche superficiali e sotterranee; iii) acquisire le conoscenze sulle tecniche analitiche utilizzate nella geochimica degli isotopi stabili.
L’apprendimento di queste conoscenze permetterà allo studente di: i) acquisire una capacità critica nei confronti della gestione e dell’utilizzo sostenibile dell’ambiente e delle risorse idriche; ii) acquisire la capacità di applicare le metodologie isotopiche alle problematiche ambientali, idrogeologiche, ecologiche e tracciabilità; iii) utilizzare una terminologia tecnica adeguata ad un ambito professionale.

Le conoscenze acquisite nel corso della laurea triennale in Scienze Ambientali.

Concetti di base della geochimica isotopica, processi di frazionamento isotopico. Notazioni in uso per riportare la composizione isotopica. Cenni sui principi di base della spettrometria di massa e della spettroscopia laser, metodologie microanalitiche, standard e procedure di preparazione dei campioni.
Variazioni dei rapporti isotopici del H, C, N, O e S in ambienti naturali: nelle rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche; nell’idrosfera, nell’atmosfera, nella biosfera.
Composizione isotopica dell’ossigeno e dell’idrogeno come traccianti naturali nel ciclo idrologico: le acque oceaniche, il vapor d’acqua nell’atmosfera, le precipitazioni, le acque sotterranee. L’interfaccia terra-biosfera-atmosfera. Le acque nei suoli e nelle piante. Interazioni acqua-roccia.
Il ciclo del carbonio, dell’azoto e dello zolfo nelle acque sotterranee per una loro valutazione di qualità. La composizione isotopica dei carbonati. Tracciabilità dei prodotti (agroalimentari e non solo) tramite gli isotopi di H, O, C, N e S. Isoscapes. Alcune considerazioni sull’applicazione della geochimica isotopica alla paleoclimatologia.

Testo obbligatorio:
Testo Pdf online free: Sharp, Zachary. "Principles of Stable Isotope Geochemistry, 2nd Edition." (2017). doi:10.5072/FK2GB24S9F; Link for download: http://digitalrepository.unm.edu/unm_oer/1/

Testi facoltativi:
J. Hoefs, “Stable Isotope Geochemistry” 7th Edition, Springer, 2015.
I. Clark and P. Fritz “Environmental Isotopes in Hydrogeology”, CRC Press, 1997.
J. R. Gat “Isotope Hydrology: a study of the water cycle”, Imperial College Press, 2010.
A. Longinelli, S. Deganello “Introduzione alla Geochimica”, UTET, 1999.

Per il superamento dell’esame sono richiesti: la partecipazione attiva alle lezioni, la lettura e il riassunto di alcuni articoli scientifici che verranno resi disponibili sulla piattaforma Moodle e assegnati agli studenti nel corso delle lezioni. Gli studenti dovranno fare una presentazione orale (pptx) di uno di questi articoli in classe nel corso delle ultime lezioni e discuterli con i colleghi sotto il coordinamento del docente. Questo permetterà di verificare l’apprendimento dei concetti di base e delle applicazioni della geochimica isotopica a differenti casi di studio. La verifica alla fine avverrà attraverso una prova orale, strutturata in due parti. Nella prima si partirà dalla discussione dell’articolo assegnato, mentre nella seconda parte si verificheranno i concetti di base presentati a lezione. A ciascuna parte viene assegnato un massimo di 15 punti.
Gli studenti non frequentanti contatteranno il docente per farsi assegnare un articolo scientifico che poi verrà presentato e discusso dallo studente in sede di esame orale.

orale

L’insegnamento è organizzato in lezioni frontali, seminari di approfondimento e lettura/presentazione di articoli scientifici da parte degli studenti in classe.
Le lezioni frontali e la documentazione integrativa saranno disponibili in formato pdf sulla piattaforma Moodle di Ateneo.

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