Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente acquisisce conoscenze riguardanti:

- le proprietà dell'idrosfera, atmosfera, litosfera, biosfera e loro interconnessioni;

- le emissioni di inquinanti connesse alla produzione di energia e i loro effetti sull'ambiente;

- la campionatura delle emissioni gassose e le principali metodologie di analisi degli inquinanti gassosi;

- le più importanti tecnologie per la riduzione degli inquinanti in aria;

- le principali metodologie di analisi delle sostanze disciolte in acqua;

- le più importanti tecnologie per la depurazione dell'acqua;

- i procedimenti necessari per la potabilizzazione dell'acqua. 

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente acquisisce la capacità di elencare le differenti problematiche ambientali e le migliori metodologie di analisi delle contaminazioni e le relative tecnologie di abbattimento. Lo studente potrà proporre strategie di intervento per specifiche problematiche ambientali.

Capacità di apprendimento: lo studente diventa capace di avere una comprensione profonda nella lettura di articoli/relazioni scientifiche su casi di inquinamento.

Autonomia di giudizio: dopo aver consolidato i concetti base, lo studente sviluppa la sua capacità critica nel valutare e interpretare i dati che gli permettono di affrontare autonomamente problematiche di inquinamento chimico anche in relazione ad ambiti multidisciplinari che includano valutazioni eco-tossicologiche.

Abilità comunicative: lo studente sarà in grado di descrivere in modo chiaro ed approfondire i principali aspetti della contaminazione ambientale. Usare una terminologia appropriata per scrivere relazioni tecniche sulla prevenzione/analisi/riduzione degli inquinanti.

Lezioni frontali con ausilio di slides ed esercitazioni di laboratorio

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

"Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA: A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, prof.ssa Santina Chiechio."

E' necessario avere una preparazione base di chimica e fisica. E' consigliato aver superato tutti gli esami di chimica del primo e del secondo anno.

La frequenza delle lezioni è obbligatoria come previsto dal regolamento del corso di laurea (http://www.dsf.unict.it/it/corsi/l-29_sfa/piani-di-studio)

IL SISTEMA TERRA

Produzione e conservazione dell'energia. Principi di funzionamento degli impianti di produzione e conservazione di energia. Efficienza e problematiche ambientali relative ad impianti e dispositivi che fanno uso di fonti di energia non rinnovabili (combustibili fossili e nucleare) e fonti di energia rinnovabili (idroelettrica, solare, eolica e geotermica). Dispositivi elettrochimici di conservazione dell'energia: accumulatori e celle a combustibile.

 ARIA

Struttura e composizione dell’atmosfera. Inquinanti inorganici gassosi: CO, CO₂, NO_X, SO_2,, particolato e composti organici volatili; effetto serra e piogge acide. Deplezione dell’ozono stratosferico ed inquinamento nella troposfera. Cause naturali ed antropiche del cambiamento climatico. Inquinamento da radon.

Cenni sul testo unico ambientale. Le autorizzazioni VIA, VAS, AIA e AUA. Norme UNI, EN ed ISO.

Monitoraggio continuo e discontinuo delle emissioni in aria. Campionamento e verifica delle emissioni. Misure di velocità, della portata, delle concentrazioni degli inquinanti e flusso di massa.

ANALISI DEI GAS 

Determinazione dei composti organici volatili totali tramite detector a ionizzazione di fiamma e determinazione dei singoli COV tramite gas-cromatografia.

Determinazione paramagnetica ed elettrochimica dell'ossigeno.

Determinazione del particolato per via gravimetrica e radiazione beta.

Misurazione di NO_X tramite chemiluminescenza.

Analizzatori ad infrarosso, UV-VIS, e laser a diodi.

Determinazione del vapore acquoso per via gravimetrica.

Cromatografia a scambio ionico.

TECNICHE DI CONTROLLO INQUINANTI GASSOSI

Abbattimento COV: Assorbitori a carbone attivo, rotoconcentratore, e condensatori. Eliminazione: torce, inceneritori termici, inceneritori catalitici e biofiltrazione.

Abbattimento polveri e particolato: camere a deposizione, cicloni, precipitatori elettrostatici, letto filtrante elettrificato e filtri a maniche.

Sistemi di abbattimento ad umido: torri a nebulizzazione; torri a piatti forati; torri con corpi di riempimento; sistemi Venturi.

ANALISI DELLE ACQUE

Determinazione dei cationi: assorbimento atomico a fiamma e con fornetto di grafite, e plasma accoppiato induttivamente (ICP-ottico e ICP-MS). Metodi elettrochimici: conduttometria e potenziometria.

Determinazione ossigeno disciolto: elettrodo di Clark, metodo di Winkler e spettroscopico.

Solidi sospesi: turbidimetrica e nefelometria.

Carbonio nelle acque: totale, organico ed inorganico. Gas cromatografia – Spettrometria di massa. Cromatografia liquida ed HPLC.

Chemical oxygen demand (COD) e Biochemical oxygen demand (BOD).

Cloro e composti organici alogenoderivati. Residuo fisso e solidi sospesi. Durezza. Azoto e fosforo totali.

Parametri di legge.

TRATTAMENTO DELLE ACQUE ACQUE REFLUE CIVILI ED INDUSTRIALI

Pretrattamento meccanico, la grigliatura. Dissabbiatura - flottazione. Equalizzazione ed omogenizzazione.

Sedimentazione primaria: chiarificazione e flocculazione.

Trattamento secondario biologico, denitrificazione e defosforazione. Impianti a fanghi attivati, percolatori, bioreattori a membrana (MBR), reattore a biofilm a letto mobile (MBBR), dischi rotanti biologici e sequencing batch reactor (SBR).

Chiarificatore secondario.

Depurazione naturale, fitodepurazione, lagunaggio aerobico ed anaerobico.

Trattamenti terziari: filtrazione a sabbia, filtrazione a carboni attivi, micro-, ultra-, nano- e iper-filtrazione, biofiltrazione ed elettrodialisi con membrana.

TRATTAMENTO DEI FANGHI

Classificazione dei fanghi, dissabbiatura, pre-ispessimento, stabilizzazione (biologica aerobica/anaerobica, chimica e termica), post-ispessimento; condizionamento, disidratazione, essiccazione e smaltimento finale.

POTABILIZZAZIONE

Classificazione delle acque in base alla loro origine.

Abbattimento durezza, ferro, manganese, acido solfidrico, ammoniaca, COV, e radon. Filtrazione. Chiarificazione acque superficiali.

Desalinizzazione e acqua ultrapura.

Disinfezione dell'acqua. Trattamento chimico con cloro, ipoclorito, cloroammine, biossido di cloro, ozono, bromo, ioni rame-argento, permanganato di potassio, acqua ossigenata (perossone acido peracetico). I sottoprodotti della disinfezione. Trattamento fisico con luce ultravioletta, radiazioni beta, radiazioni gamma, ultrasuoni, e calore.

Contributo dell’insegnamento agli obiettivi dell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile.

GOAL 6: ACQUA PULITA E SERVIZI IGIENICO-SANITARI 

• Target 6.3 Entro il 2030, migliorare la qualità dell'acqua riducendo l'inquinamento, eliminando le pratiche di scarico non controllato e riducendo al minimo il rilascio di sostanze chimiche e materiali pericolosi, dimezzare la percentuale di acque reflue non trattate e aumentare sostanzialmente il riciclaggio e il riutilizzo sicuro a livello globale

• Target 6.4 Entro il 2030, aumentare sostanzialmente l'efficienza idrica da utilizzare in tutti i settori e assicurare prelievi e fornitura di acqua dolce per affrontare la scarsità d'acqua e ridurre in modo sostanziale il numero delle persone che soffrono di scarsità d'acqua

GOAL 13: LOTTA CONTRO IL CAMBIAMENTO CLIMATICO

• Target 13.3 Migliorare l'istruzione, la sensibilizzazione e la capacità umana e istituzionale riguardo ai cambiamenti climatici in materia di mitigazione, adattamento, riduzione dell’impatto e di allerta precoce

Modalità:

• lezione frontale

• laboratorio

TESTI DI RIFERIMENTO TESTI CONSIGLIATI E/O DI CONSULTAZIONE

1. Sono disponibili gli appunti delle lezioni.

2. C. Baird M. Cann “Chimica Ambientale” Zanichelli, 2013.

3. S. E.Manahan “Chimica dell’Ambiente” Ed. It. Piccin, 2000.

Le date di esami sono pubblicate nel sito del Dipartimento di Scienze del Farmaco e della Salute http://www.dsf.unict.it/sites/default/files/files/ESAMI%20CDL%20SFA(12).pdf

Lo studente dovrà sostenere una prova orale con domande inerenti gli argomenti del programma trattato alle lezioni. 

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA:

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, prof.ssa Santina Chiechio.

Fonti di energia non rinnovabili e rinnovabili.

Dispositivi per il controllo delle emissioni di materiale particolato.

Determinazione del COD e BOD nei reflui e loro applicazioni.

Sistemi di pre- e post-trattamento delle acque reflue.

Disinfezione chimica e fisica dell'acqua.