Syllabus del corso
Obiettivi
Obiettivi
Esporre le conoscenze chimiche delle reazioni chimiche caratteristiche di ciascun comparto ambientale, la natura delle sostanze presenti e la loro reattività e persistenza nell’ambiente.
Conoscenze e capacità di comprensione
Al termine del corso lo studente conosce:
Le principali reazioni chimiche per composti di origine antropogenica presenti nel comparto ambientale acqua, le reazioni di idrolisi;
Le principali reazioni dei composti presenti nel comparto atmosfera, le reazioni radicaliche;
La chimica dei processi nel suolo per i contaminanti organici e i metalli;
La persistenza dei composti antropogenici e naturali nei diversi comparti ambientali.
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 nei diversi comparti ambientali e predirne la loro reattività;
Determinare quali composti antropogenici possono essere dei composti organici persistenti, bioaccumulabili e tossici.
Autonomia di giudizio
Al termine del corso lo studente è in grado di:
Individuare quali composti chimici posso avere impatto sui diversi comparti ambientali e sull’uomo;
Individuare le strategie per il controllo degli inquinanti nei diversi comparti ambientali;
Individuare i processi per la potabilizzazione delle acque.
Abilità comunicative
Saper esporre in modo chiaro e sintetico e con proprietà di linguaggio, mediante le principali reazioni chimiche nei diversi comparti ambientali la reattività dei composti antropogenici e naturali.
Capacità di apprendere
Saper applicare le conoscenze acquisite della chimica ambientale a composti diversi da quelli affrontati durante il corso. Comprendere gli argomenti presenti nella letteratura scientifica della chimica ambientale sia passate che presente.
Contenuti sintetici
Conoscenza del ruolo dei composti chimici ed inquinanti nel comparto suolo, acqua ed atmosfera e loro effetto sull’uomo e sull’ambiente.
Programma esteso
Le reazioni fotochimiche nei processi in atmosfera composti primari e secondari. La chimica dei processi in idrosfera: il ciclo dell’acqua, la reattività chimica in acqua di composti antropogenici. La chimica dei processi nel suolo: metalli, contaminanti organici. Effetti dei contaminanti nella chimica dell’atmosfera, idrosfera, litosfera. Proprietà dei composti antropogenici, schemi generali di degradazione, idrocarburi, PAHs, PCBs, pesticidi, tensioattivi, metalli. Prevenzione e trattamento degli inquinanti. Principi di controllo di qualità dell’aria. Processi di potabilizzazione. Principi per il trattamento delle acque reflue.
Prerequisiti
Elementi di chimica inorganica, organica e analitica forniti nei corsi base della laurea triennale.
Modalità didattica
Lezioni, 6 cfu, 48 ore
L’insegnamento prevede:
24 lezioni da 2 ore svolte in modalità erogativa in presenza (6 cfu) mediante presentazione di slide.
Il metodo di insegnamento sviluppa gli argomenti mediante una cronologia temporale storica, spiegando i motivi e le metodiche sviluppate per la sintesi dei diversi composti, il progredire delle conoscenze sulla reattività con la determinazione dei principali metaboliti ed il progredire delle conoscenze degli effetti sull’ambiente e sull’uomo.
Materiale didattico
Jorge G. Ibanez et al, Environmental Chemistry – Fundamentals, Springer.
Stanley E. Manahan, Environmental Chemistry, Lewis
C.Baird et al., Chimica Ambientale, Zanichelli
R.P. Schwarzenbach et al. Environmental Organic Chemistry, Wiley
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
EsameOrale
Valutazione dell’esame:
Voto in trentesimi 18-30/30
L'esame consiste nella valutazione delle conoscenze acquisite dallo studente nell'ambito della chimica dell'ambiente, con particolare attenzione alla reattività dei composti organici voltatili in atmosfera, reattività dei pesticidi in acqua e composti organici persistenti.
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;
Descrittori di valutazione:
Voto < 18
Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente identifica solo parzialmente le caratteristiche dei concetti e identifica solo pochi e insufficienti elementi rilevanti in un fenomeno
Collegamento dei diversi concetti: I collegamenti tra i concetti sono frammentati e insufficientemente supportati da conoscenze teoriche e prive di struttura logica
Autonomia di ragionamento: Autonomia nel ricostruire il proprio percorso di apprendimento e sviluppo professionale mancante.
Voto 18–22
Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente riconosce e spiega un sufficiente numero di caratteristiche concettuali. I riferimenti teorici sono presenti ma non sempre rigorosi.
Collegamento dei diversi concetti: I collegamenti tra i concetti sono sufficienti ma ne fornisce una spiegazione parziale, con una struttura logica presente. Lo studente costruisce un’argomentazione di base, con una struttura minima e con imprecisioni.
Autonomia di ragionamento: Autonomia solo di base nel ricostruire il proprio percorso di apprendimento e sviluppo professionale.
Voto 23–27
Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente riconosce e spiega un elevato numero di caratteristiche concettuali. I riferimenti teorici sono presenti e ben organizzati dimostrando buona padronanza del linguaggio e una solida struttura logico-argomentativa
Collegamento dei diversi concetti: I collegamenti tra i concetti sono buoni con una spiegazione completa e buona struttura logica. Lo studente costruisce un’argomentazione evidenziando relazioni significative tra le varie fasi di sviluppo
Autonomia di ragionamento: Buona autonomia nel ricostruire il proprio percorso di apprendimento professionale e buona capacità di riflessione critica
Voto 28–30
Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente ha piena padronanza delle caratteristiche concettuali. I riferimenti teorici sono ben organizzati e dimostra una ottima padronanza del linguaggio.
Collegamento dei diversi concetti: I collegamenti concettuali sono ottimi fornendo spiegazioni esaustive. Lo studente costruisce un’argomentazione evidenziando relazioni significative tra le varie fasi di sviluppo e una ottima struttura logico-argomentativa
Autonomia di ragionamento: Ottima autonomia nel ricostruire il proprio percorso di apprendimento professionale e una capacità avanzata di autoriflessione.
Orario di ricevimento
Il prof. Ezio Giovanni Bolzacchini riceve gli studenti previo appuntamento per mail:
ezio.bolzacchini@unimib.it
Sustainable Development Goals
Aims
Aims:
The overall aim of the Environmental Chemistry I course is to provide an understanding of the role of chemical compounds and pollutants on soil, water and atmosphere segments and their effects on humans and environment.
Knowledge and understanding
At the end of the course the student knows:
• The main chemical reactions for anthropogenic compounds present in the water compartment, the hydrolysis reactions;
• The main reactions of atmospheric compounds, the radical reactions;
• The chemistry of soil processes for organic contaminants and metals;
• The persistence of anthropogenic and natural compounds in environmental compartments
Applying knowledge and understanding
At the end of the course the student is able to:
• Calculate the life and half-life time of the compounds in the environmental compartments and predict their reactivity;
• Determine which anthropogenic compounds can be persistent, bioaccumulative and toxic
Making judgements
At the end of the course the student is able to:
• Identify which chemical compounds can impact on different environmental and human sectors;
• Identify the strategies for the control of pollutants in the various environmental sectors;
• Identify the processes for water purification.
Communication skills
Exposing, in a clear and concise manner, the main chemical reactions in the different environmental sectors.
Learning skills
Apply the acquired knowledge of environmental chemistry to anthropogenic compounds. Understanding the topics of environmental chemistry in past and present scientific literature.
Contents
The overall aim of the Environmental Chemistry course is to provide an understanding of the role of chemical compounds and pollutants on soil, water and atmosphere segments and their effects on humans and environment.
Detailed program
The atmosphere. Photochemistry, Photochemical smog.
Water. The earth’s water cycle, chemistry in bodies of water with anthropogenic influences.
Soil. Biogeochemical processes, metals, organic contaminants.
Effects of anthropogenic pollutants on atmosphere, water, soil.
Basic principles of pollutant, general decomposition pathways, hydrocarbon PAHs, PCBs, pesticides, heavy metals.
Air quality control. Processes for the preparation of drinking water. Principles of waste water treatment.
Prerequisites
Elements of inorganic, organic and analytical chemistry provided in the basic courses of the degree
Teaching form
Lessons, 6 credit, 48 hours
The course includes:
24 two-hour lectures, in person, with delivered didactics (6 credits) by presenting slides.
The teaching method develops the topics through a historical time history. The course explains the reasons for the synthesis of the different compounds and the progress of knowledge on chemical reactivity and the determination of the main metabolites.
Textbook and teaching resource
Jorge G. Ibanez et al, Environmental Chemistry – Fundamentals, Springer.
Stanley E. Manahan, Environmental Chemistry, Lewis
C.Baird et al., Chimica Ambientale, Zanichelli
R.P. Schwarzenbach et al. Environmental Organic Chemistry, Wiley
Semester
First semester
Assessment method
Examination type:
Oral examination
Mark range:
18-30/30
The exam consists in the assessment of the knowledge acquired by the student in the field of environmental chemistry, with particular attention to the reactivity of the volatile organic compounds in the atmosphere, the reactivity of pesticides in water and persistent organic compounds.
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.
Assessment Descriptors:
Grade < 18
Knowledge and understanding:
The student identifies only some of the characteristics of the concepts and recognizes only a few relevant elements of a phenomenon, in an insufficient manner.
Ability to connect different concepts:
Connections among concepts are fragmented and insufficiently supported by theoretical knowledge, lacking a coherent logical structure.
Independent reasoning:
The student shows no autonomy in reconstructing their own learning process and professional development.
Grade 18–22
Knowledge and understanding:
The student recognizes and explains a sufficient number of conceptual features. Theoretical references are present, although not always rigorous.
Ability to connect different concepts:
Connections among concepts are adequate, but explanations are only partial, despite the presence of a logical structure. The student develops a basic argument with minimal organization and some inaccuracies.
Independent reasoning:
The student demonstrates only a basic level of autonomy in reconstructing their learning process and professional development.
Grade 23–27
Knowledge and understanding:
The student recognizes and explains a high number of conceptual features. Theoretical references are present and well organized, demonstrating good command of the subject-specific language and a solid logical and argumentative structure.
Ability to connect different concepts:
Connections among concepts are good, supported by complete explanations and a sound logical structure. The student develops an argument that highlights meaningful relationships among the various stages of development.
Independent reasoning:
The student demonstrates good autonomy in reconstructing their professional learning pathway and good critical reflection skills.
Grade 28–30
Knowledge and understanding:
The student demonstrates full mastery of the conceptual features. Theoretical references are well organized, and the student shows excellent command of the subject-specific language.
Ability to connect different concepts:
Conceptual connections are excellent and supported by comprehensive explanations. The student develops an argument that highlights meaningful relationships among the various stages of development and demonstrates an excellent logical and argumentative structure.
Independent reasoning:
The student demonstrates excellent autonomy in reconstructing their professional learning pathway and advanced self-reflection skills.
Office hours
The professor. Ezio Giovanni Bolzacchini receives the students by appointment by email:
ezio.bolzacchini@unimib.it
