Syllabus del corso
Obiettivi
Obiettivi
Lo studente acquisisce conoscenze sulla composizione e reattività chimica dell'atmosfera sia naturale che in aree antropizzate.
Conoscenze e capacità di comprensione
Al termine del corso lo studente conosce:
Le principali reazioni dei composti presenti nel comparto atmosfera, le reazioni radicaliche;
Le grandezze chimiche e fisiche utili a valutare le concentrazioni dei microinquinanti atmosferici;
I processi di formazione e rimozione di Ozono stratosferico e troposferico
I processi di formazione e la composizione chimica del particolato atmosferico (PMx)
I processi di trasporto e reattività dei composti chimici in atmosfera
Gli effetti degli inquinanti atmosferici sul clima, i manufatti elettronici e i beni culturali
I processi che regolano le concentrazioni ambientali degli inquinanti atmosferici in ambienti indoor/outdoor e le loro relazioni e l'effetto sulla salute umana
Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Al termine del corso lo studente è in grado di:
Calcolare il tempo di vita ed emivita dei composti presenti in atmosfera e predirne la loro reattività.
Determinare le concentrazioni di ozono troposferico
Determinare, le concentrazioni e le sorgenti di PMx
Autonomia di giudizio
Al termine del corso lo studente è in grado di:
Individuare quali composti chimici presenti in atmosfera posso avere impatto sull'ambiente e sull’uomo.
Individuare le strategie per il controllo degli inquinanti atmosferici.
Esaminare le grandezze chimiche e fisiche utili a valutare le concentrazioni dei microinquinanti atmosferici
Definire i processi di trasporto in atmosfera.
Abilità comunicative
Saper esporre in modo chiaro e sintetico e con proprietà di linguaggio, le principali reazioni chimiche dei composti antropogenici e naturali ed i processi di trasporto nel comparto atmosfera.
Capacità di apprendere
Saper applicare le conoscenze acquisite della chimica dell'atmosfera per determinare le concentrazioni di ozono troposferico dei PMx. Comprendere gli argomenti presenti nella letteratura scientifica della chimica dell'atmosfera sia passate che presente.
Capacità di effettuare misure e comprendere il dato
Gli studenti tramite attività di laboratorio condurranno misure con strumentazione scientifica all'avanguardia inerente la composizione chimica dell'atmosfera, campionamento di PM, emissioni da camino, misure climtiche, interazione con l'umidà ambiente e igroscopicità delle perticelle
Contenuti sintetici
Fornire le basi conoscitive e metodologiche per l’analisi chimica e la misura dei composti che regolano e determinano la qualità dell’aria sia in ambiti remoti che antropizzati ed i loro effetti sull'ambiente e sull'uomo. Capacità di lettura ctitica del dato.
Programma esteso
Composizione dell’atmosfera. Specie reattive ossigenate generate fotochimicamente; contaminanti primari, loro inventario; contaminanti secondari, loro formazione e trasformazione. Il potere ossidante della troposfera. Ozono. Effetti locali ed effetti globali della reattività chimica in atmosfera.
Le reazioni chimiche nella stratosfera. Contaminazione da composti organici gassosi, CFC. Composti organo alogenati.
Il particolato atmosferico in troposfera: distribuzione dimensionale del particolato, i PMx. Composizione chimica del particolato atmosferico. Trasporto long-range. Processi di nucleazione, coagulazione, condensazione, adsorbimento ed evaporazione. Processi di deposizione. Interazione col vapor d'acqua e igroscopicità del particolat atmosferico. Teoria di Mie, applicazioni del remote sensing alla chimica dell’atmosfera e forcing climatico degli aerosol.
Effetti degli inquinanti atmosferici sull'ambiente, sui beni culturali e sulla salute dell'uomo.
Prerequisiti
Conoscenza della chimica ambientale, inorganica e organica
Modalità didattica
-
Lezioni frontali, 4 cfu - 32 ore, di ddattica erogativa in presenza ma con possibilità di streaming e videoregistrazione
-
Laboratorio, 2 cfu - 20 ore, in presenza didattica interattiva
Il corso sarà erogato in inglese se richiesto degli studenti stranieri incoming
Materiale didattico
Il materiale didattico dell’insegnamento sarà disponibile sulla piattaforma e-learning. Le slide ufficiali del corso saranno in Inglese.
Testo suggerito:
Seinfeld, John H. ; Pandis, Spyros N., Atmospheric Chemistry and Physics - From Air Pollution to Climate Change (3rd Edition). John Wiley edition
Periodo di erogazione dell'insegnamento
primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
La verifica dell'apprendimento avviene con esame orale
L'esame consiste nella valutazione delle conoscenze acquisite dallo studente nell'ambito della chimica dell'atmosfera, con particolare attenzione ai composti organici voltaliti, O₃ troposferico e Particolato Atmosferico e suoi effetti sull'ambiente, clima, uomo, beni culturali e manufatti antropici.
Nella prova orale, lo studente verrà valutato sulla base dei seguenti criteri: 1) conoscenza e capacità di comprensione ; 2) collegamento dei diversi concetti; 3) autonomia di ragionamento; 4) capacità nell'utilizzo del linguaggio scientifico
Voto in trentesimi 18-30/30 e lode
Orario di ricevimento
Il Prof. Luca Ferrero riceve gli studenti previo appuntamento via e-learning o per mail:
luca.ferrero@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
ObjectiveKnowledge on chemical in the natural and anthropized atmosphere and the effect of human activity.
Knowledge and understanding
At the end of the course the student knows:
The main reactions of the compounds present in the atmosphere compartment, the radical reactions;
The chemical and physical quantities useful for assessing the concentrations of atmospheric micro-pollutants;
Processes of formation and removal of stratospheric and tropospheric ozone
The formation processes and the chemical composition of particulate matter (PMx)
The processes of transport and reactivity of chemical compounds in the atmosphere
The processes that regulate the environmental concentrations of atmospheric pollutants in indoor/outdoor environments and their relationships and the effect on human health
Applied knowledge and understanding
At the end of the course the student is able to:
Calculate the life time and half-life of the compounds present in the atmosphere and predict their reactivity.
Determine tropospheric ozone concentrations
Determine the concentrations and sources of PMx
Autonomy of judgment
At the end of the course the student is able to:
Identifying which chemical compounds present in the atmosphere can have an impact on the environment and on humans.
Identify strategies for controlling air pollutants.
Examine the chemical and physical quantities useful for assessing the concentrations of atmospheric micro-pollutants
Define atmospheric transport processes.
Communication skills
Knowing how to expose the main chemical reactions of anthropogenic and natural compounds and transport processes in the atmosphere compartment in a clear and synthetic manner and with language properties.
Ability to learn
Knowing how to apply the acquired knowledge of atmospheric chemistry to determine the tropospheric ozone concentrations d of PMx. Understand the arguments present in the scientific literature of the chemistry of the atmosphere both past and present.
Ability to perform measurements and understand the data
Students will conduct measurements with cutting-edge scientific instrumentation through laboratory activities regarding the chemical composition of the atmosphere, PM sampling, stack emissions, climate measurements, interaction with ambient humidity and hygroscopicity of particles
Contents
To furnish knowledge and methodological bases to analyse the factors that regulate and determinate air quality both in remote and anthropized areas and their effects on the environment and human health. The capability to reach a high level of data analysis.
Detailed program
Atmosphere composition. Reactive oxygen compounds generated by photochemistry; primary contaminants, their inventory; secondary contaminants, their formation and transformation. Oxidative power of the troposphere. Ozone. Local and global effects of the atmosphere chemical reactivity.
Chemical reactions in the stratosphere. Contamination from CFC. Organo-allogeneic compounds.
Atmospheric particulate in troposphere: its dimensional distribution, the PMx. Chemical composition of the atmospheric particulate. Long-range transport, Nucleation coagulation, condensation, adsorption and evaporation processes. Deposition processes. Interaction of particulate matter with water vapour and its hygroscopicity. Mie theory, remote sensing applications to atmospheric chemistry and aerosol climate forcing.
Effects of air pollutants on the environment, on cultural heritage and on human health.
Prerequisites
Knowledge of environmental, inorganic and organic chemistry
Teaching form
-
Lessons, 4 credits - 32 hours, in person, Delivered Didactics also by videoconferences and recorded
-
Laboratory experiences, 2 credits - 20 hours, in person, Interactive Teaching
The course will be in English is required by the incoming foreign students
Textbook and teaching resource
The teaching material will be available on the e-learning platform. The official course slides will be in English.
Suggested reading:
Seinfeld, John H. ; Pandis, Spyros N., Atmospheric Chemistry and Physics - From Air Pollution to Climate Change (3rd Edition). John Wiley edition
Semester
first semester
Assessment method
Oral examination
The exam consists in the evaluation of the knowledge acquired by the student in the field of atmospheric chemistry, with particular attention to the organic compounds of volumetric, tropospheric O₃ and particulate matter and its effects on the environment, climate, human health, clutural heritage and anthropic manufacts.
In the oral examination, the student will be assessed on the basis of the following criteria: 1) knowledge and understanding; 2) connection of the different concepts; 3) reasoning autonomy; 4) ability to use scientific language
Mark range: 18-30/30 with laude
Office hours
Prof. Luca Ferrero receives the students by appointment via e-learning or by email:
luca.ferrero@unimib.it
