Course Syllabus

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Il corso di Geochimica Ambientale offre agli studenti un'ampia panoramica riguardo alla Geochimica applicata ai temi ambientali. Alla fine del corso, gli studenti saranno in grado di affrontare tematiche complesse legate all'ambiente. Saranno capaci di applicare le loro conoscenze ed abilità per la risoluzione di problemi in contesti multidisciplinari correlati alla Geochimica Ambientale. Le metodologie scientifiche e le conoscenze acquisite saranno essenziali per pianificare e risolvere i problemi legati alla Geochimica Ambientale.

Il corso di Geochimica Ambientale è specificamente incentrato sull'interconnessione tra i processi geochimici e l'ambiente. I temi trattati nel corso includono: mobilità degli elementi (dispersibilità e biodisponibilità); valutazione e monitoraggio dell'inquinamento da metalli pesanti; qualità dell'acqua (acque naturali e acqua per uso potabile, agricolo e industriale); agenti inquinanti nell'acqua, nell'aria e nel suolo; rifiuti (rifiuti minerari, rifiuti radioattivi, rifiuti urbani); interazioni tra geochimica e salute umana.

  1. Arsenico: chimica e mineralogia dell'arsenico; arsenico nelle acque sotterranee dell'Asia meridionale; arsenico nei suoli, nei residui minerari e nei siti industriali dismessi; arsenico nell'acqua potabile e il suo impatto sulla salute umana.

  2. Particelle atmosferiche: particolato solido nell'atmosfera; nubi carboniose atmosferiche - dall'inquinamento locale ai cambiamenti climatici; particolato atmosferico nell'ambiente urbano; impatto atmosferico e ambientale delle particelle vulcaniche; polvere minerale atmosferica; interazioni tra polvere minerale, clima ed ecosistemi oceanici.

  3. Smaltimento geologico di rifiuti radioattivi: smaltimento geologico dei rifiuti nucleari; smaltimento geologico dei rifiuti radioattivi in argilla; la roccia cristallina come deposito per il combustibile nucleare esaurito Svedese; la strategia Russa di utilizzo della roccia cristallina come deposito per i rifiuti nucleari; il sale come roccia ospite per il deposito geologico di rifiuti nucleari; smaltimento geologico dei rifiuti nucleari nel tufo: Yucca Mountain (USA); selezione di un sito per un deposito di rifiuti radioattivi: un'analisi storica.

  4. Depositi minerari nelle profondita' oceaniche: risorse metalliche e finestre sui processi terrestri; estrazione di metalli dai depositi minerari oceanici; estrazione mineraria dai depositi minerari oceanici: quali sono i rischi ecologici?; estrazione mineraria nelle profondità marine: sfide e risposte, normative internazionali.

  5. Sostenibilità globale dell'acqua: acqua e sanificazione nei paesi in via di sviluppo; processi idrogeochimici; acque sotterranee: una risorsa in declino; gestione dell'acqua nella produzione di gas di scisto; conservazione, efficienza e riutilizzo.

  6. Caolino: minerali del gruppo del caolino come registratori ambientali; interazioni nell'ambiente, caolini e salute.

  7. Mineralogia e geochimica medica: potenziale tossico delle polveri minerali.

  8. Isotopi stabili dei metalli: ciclo del mercurio negli ecosistemi; frazionamento isotopico delle piante; applicazioni ambientali.

  9. Rifiuti minerari: geochimica e mineralogia dei rifiuti minerari solidi, conoscenze essenziali per prevedere l'impatto ambientale; flussi di rifiuti delle sabbie bituminose: caratteristiche e bonifica, acque minerarie; rifiuti minerari e salute umana; riciclaggio, riuso e riabilitazione dei rifiuti minerari.

  10. Fosfati e sostenibilità: reattività dei minerali di fosfato e sostenibilità globale; ciclo del fosforo; minerali di fosfato e inquinamento ambientale; rimozione e recupero del fosforo dalle acque reflue municipali; fosfati e stoccaggio di rifiuti nucleari.

  11. Impatto sociale ed economico della geochimica: l'impatto della geochimica; geochimica applicata all'esplorazione mineraria e all'estrazione mineraria; mineralogia ambientale: nuove sfide, nuovi materiali; soluzioni basate sulla geochimica per la società urbana: Londra, un caso di studio; isotopi stabili da alimenti adulterati a scene del crimine; isotopi metallici stabili nel corpo umano.

  12. Bonifica sostenibile dei suoli: la necessità di una bonifica sostenibile dei suoli; emendamenti minerali per la bonifica; nanoparticelle per la bonifica: risolvere grandi problemi con piccole particelle.

  13. Il ciclo del combustibile nucleare - aspetti ambientali: il ruolo della mineralogia e della geochimica; residui di molitura dell'uranio: geochimica, mineralogia e impatto ambientale; combustibile nucleare esaurito; mineralogia dell'uranio e mobilità del nettunio; vetri di scorie nucleari - quanto sono durevoli?; forme di scorie ceramiche per attinidi.

  14. Metalli tossici: il ruolo delle superfici; nano-compartimenti della Terra per i metalli tossici; ritenzione e trasporto dei metalli sulle particelle colloidali nell'ambiente; i metalli nell'ambiente; indagini a raggi X di sincrotrone delle interazioni minerali-microbi-metalli; ritenzione di metalli in tracce su nanoparticelle di ossido di manganese biogeniche.

  15. Geochimica urbana: perché la geochimica urbana?; problemi ereditari nella geochimica urbana; impatto dello sviluppo urbano sull'idrogeologia fisica e chimica; geochimica urbana e salute umana; emissioni di gas serra su scala urbana; geochimica ambientale e medica nella risposta e preparazione ai disastri urbani.

Buona conoscenza di chimica e geochimica

26 lezioni da 2 ore in presenza, Didattica Erogativa

6 CFU

Presentazioni in PowerPoint fornite dal docente

primo semestre

Esame orale, dopo la conclusione del corso (non sono previsti test durante il corso), consiste in un'intervista su tre argomenti, a scelta dello studente, trattati durante il corso. L'esame si svolgerà con un minimo di tre domande riguardo agli argomenti scelti dallo studente. Saranno valutati i seguenti punti: il grado di conoscenza e approfondimento dei vari argomenti; la capacità di fare collegamenti; la chiarezza del linguaggio e l'uso di un linguaggio tecnico-scientifico appropriato.

previo appuntamento per email: alessandro.fabbrizio@unimib.it

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The environmental geochemistry course offers to the students a wide view about the study of the Geochemistry applied to environmental themes. At the end of the course the students will be able will be able to deal with complex themes related to the environment. Students will be able to apply their knowledge, understanding, and problem solving abilities in the multidisciplinary contexts related to Environmental Geochemistry. The acquired scientific methodologies and knowledge will be essential to plan and solve the problems related to Environmental Geochemistry.

The Environmental Geochemistry course is specifically concerned with the interconnession between the geochemical processes and the environment. The themes of the course cover: mobility of the elements (dispersibility and bioavailability); evaluation and monitoring of heavy metal pollution; water quality (natural waters and water for drinking, agricultural and industrial use); pollutant agents in water, air and soil; wastes (mine wastes, radioactive wastes, urban wastes); interactions between geochemistry and human health.

  1. Arsenic: chemistry and mineralogy of arsenic; arsenic in groundwaters in Southern Asia; Arsenic in soils, mine tailings, and former industrial sites; arsenic in drinking water and its impact on human health.

  2. Atmospheric particles: solid particulate matter in the atmosphere; atmospheric brown clouds - from local air pollution to climate change; airborne particles in the urban environment; atmospheric and environmental impact of volcanic particulates; airbornr mineral dust; interactions between mineral dust, climate, and ocean ecosystems.

  3. Deep mined geological disposal of radiocative waste: geological disposal of nuclear waste; geological disposal of radioactive waste in clay; crystalline rock as a repository for Swedish spent nuclear fuel; the Russian strategy of using crystalline rock as a repository for nuclear waste; salt as a host rock for the geological repository for nuclear waste; geological disposal of nuclear waste in tuff: Yucca Mountain (USA); selecting a site for a radioactive waste repository: a historical analysis.

  4. Deep-ocean mineral deposits: metal resources and windows into Earth's processes; metal extraction from deep-ocean mineral deposits; mining deep-ocean mineral deposits: what are the ecological risks?; deep-sea mining: international regulatory challenges and responses.

  5. Global water sustainability: water and sanitation in developing countries; hydrogeochemical processes; groundwater: a resource in decline; water management in production of shale gas; conservation, efficiency, and reuse.

  6. Kaolin: kaolin-group minerals as environmental recorders; interactions in the environments, kaolins and health.

  7. Medical mineralogy and geochemistry: toxic potential of mineral dusts.

  8. Metal stable isotopes: mercury cycling in ecosystems; isotope fractionation by plants; environmental applications.

  9. Mine wastes: geochemistry and mineralogy of solid mine waste, essential knowledge for predicting environmental impact; waste streams of oil sands: characteristics and remediation, mine waters; mine wastes and human health; recycling, reuse and rehabilitation of mine wastes.

  10. Phosphates and sustainability: phosphate mineral reactivity and global sustainability; the phosphorus cycle; phosphate minerals and environmenatl pollution; phosphorus removal and recovery from municipal wastewaters; phosphates and nuclear waste storage.

  11. Social and economic impact of geochemistry: the impact of geochemistry; applied geochemistry in mineral exploration and mining; environmental mineralogy: new challenges, nes materials; geochemically based solutions for urban society: London, a case study; stable isotopes from adulterated foods to crime scenes; mestal stable isotopes in the human body.

  12. Sustainable soils remedation: the need for sustainable soil remediation;mineral-based amendments for remediation; nanoparticles for remediation: solving big problems with little particles.

  13. The nuclear fuel cycle - environmental aspects: the role of mineralogy and geochemistry; uranium mill tailings: geochemistry, mineralogy, and environmental impact; spent nuclear fuel; uranium mineralogy and neptunium mobility; nuclear waste glasses - how durable?; ceramic waste forms for actinides.

  14. Toxic metals: the role of surfaces; Earth's nano-compartment for toxic metals; metal retention and transport on colloidal particles in the environment; shining light on metals in the environment; synchrotron X-ray investigations of minerals-microbre-metal interactions; trace metal retention on biogenic manganese oxide nanoparticles.

  15. Urban geochemistry: why urban geochemistry?; legacy problems in urban geochemistry; impact of urban development on physical and chemical hydrogeology; urban geochemistry and human health; greenhouse gas emissions at the urban scale; environmental and medical geochemistry in urban disaster response and preparedness.

Good knowledge of chemistry and geochemistry.

26 two-hour lectures, in person, Delivered Didactics

6 ECTS

powerpoint presentations provided by the professor

first semester

Oral exam, after the conclusion of the course (tests during the course are not established), consisting of an interview on three topics, chosen by the student, covered during the course. The exam will take place with a minimum of three questions about the topics chosen by the student. The following points will be evaluated: The degree of knowledge and in-depth analysis of the various topics; the ability to make connections; the clarity of language as well as the use of appropriate technical-scientific language.

by appointment via email: alessandro.fabbrizio@unimib.it

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Key information

Field of research
GEO/08
ECTS
6
Term
First semester
Activity type
Mandatory to be chosen
Course Length (Hours)
52
Degree Course Type
2-year Master Degreee
Language
English

Students' opinion

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Bibliography

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Enrolment methods

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