Qualità risorse idriche e bonifiche
A.A. 2023/2024
Obiettivi formativi
Il corso esamina la qualità delle acque sotterranee in relazione alla matrice roccia e le metodologie di pratica risoluzione dei problemi pratici sulla gestione e protezione delle risorse idriche a scala regionale e locale.
Sono implementati modelli di trasporto con software.
Sono illustrati sistemi di intervento per la bonifica dei siti (con speciale riferimento agli interventi in situ) e i metodi di protezione delle acque sotterranee.
Le conoscenze teoriche e pratiche sono utilizzate per risolvere esercizi scritti e computerizzati e preparare progetti.
Sono implementati modelli di trasporto con software.
Sono illustrati sistemi di intervento per la bonifica dei siti (con speciale riferimento agli interventi in situ) e i metodi di protezione delle acque sotterranee.
Le conoscenze teoriche e pratiche sono utilizzate per risolvere esercizi scritti e computerizzati e preparare progetti.
Risultati apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Lo studente deve comprendere le indagini utili alla parametrizzazione degli acquiferi, acquitardi e acquicludi e la loro applicazione alla risoluzione di casi pratici sviluppati mediante esercizi anche con utilizzo di software specialistici.
Autonomia di giudizio
Nell'ambito della risoluzione dei problemi proposti lo studente deve procedere ad applicazioni sempre più rapide ed efficaci, in una prima fase anche con un lavoro ed impegno comune tra studenti che successivamente deve comportare spunti personali e quindi lavoro singolo.
Abilità comunicative
La presentazione di un progetto, l'esecuzione di esercizi, il colloquio tra docente e studente tendono a sviluppare abilità orali e pratiche nell'affrontare tematiche sulla qualità delle risorse idriche e sulla loro protezione e risanamento.
Capacità di apprendere
A conclusione del corso lo studente deve essere in grado di utilizzare un linguaggio specifico e di collegare tra loro i diversi aspetti sulla qualità delle risorse idriche sotterranee, anche di complessità di trattazione. Ogni singola situazione di qualità naturale o modificata dall'uomo deve essere correttamente interpretata.
Lo studente deve comprendere le indagini utili alla parametrizzazione degli acquiferi, acquitardi e acquicludi e la loro applicazione alla risoluzione di casi pratici sviluppati mediante esercizi anche con utilizzo di software specialistici.
Autonomia di giudizio
Nell'ambito della risoluzione dei problemi proposti lo studente deve procedere ad applicazioni sempre più rapide ed efficaci, in una prima fase anche con un lavoro ed impegno comune tra studenti che successivamente deve comportare spunti personali e quindi lavoro singolo.
Abilità comunicative
La presentazione di un progetto, l'esecuzione di esercizi, il colloquio tra docente e studente tendono a sviluppare abilità orali e pratiche nell'affrontare tematiche sulla qualità delle risorse idriche e sulla loro protezione e risanamento.
Capacità di apprendere
A conclusione del corso lo studente deve essere in grado di utilizzare un linguaggio specifico e di collegare tra loro i diversi aspetti sulla qualità delle risorse idriche sotterranee, anche di complessità di trattazione. Ogni singola situazione di qualità naturale o modificata dall'uomo deve essere correttamente interpretata.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
QUALITA' RISORSE IDRICHE E BONIFICHE
1. Idrochimica. Composti disciolti nelle acque sotterranee. Interazione acqua-suolo. Equilibri chimici. Indici idrochimici.
2. Trasporto di contaminanti nelle acque sotterranee. Legge di Fick e della dispersione. Retrodiffusione. Contaminazione delle acque sotterranee. Attenuazione dei contaminanti. Inquinanti nelle fasi solida, liquida e gassosa. Principi di flusso e trasporto multifase (LNAPL e DNAPL).
3. Parametri idrodispersivi. Porosità efficace e cinematica, dispersività. Test di laboratorio e di campo con traccianti artificiali. Effetto scala e dispersività in relazione all'eterogeneità dell'acquifero e all'anisotropia.
4. Interazione dei contaminanti con la matrice del suolo. Processi di interazione (precipitazione, ossido-riduzione, idrolisi, scambio cationico, adsorbimento, biodegradazione). Test di laboratorio. Fattore di ritardo. Potenziale di biodegradazione del mezzo insaturo e saturo (test respirometrico in situ)
5. Modelli di trasporto. Discretizzazione dell'equazione di trasporto: differenze finite ed elementi finite, metodo delle caratteristiche e del percorso aleatorio. Implementazione e utilizzo di modelli di trasporto: modello concettuale, condizioni iniziali e al contorno, discretizzazione nello spazio e nel tempo, calibrazione e verifica del modello, analisi di sensitività, simulazione e previsione. Principi di modelli di trasporto nel mezzo insaturo.
6. Protezione delle captazioni. Aree di salvaguardia dei pozzi e delle sorgenti.
7. Messa in sicurezza e bonifica siti contaminate. Qualità di suoli e acque sotterranee. Valori di fondo di suoli e acque sotterranee. Caratterizzazione dei siti con idnagini dirette ed indirette di aria, suolo e acqua. Barriere idrauliche, reattive e fisiche. Bonifica mediante interventi in situ biologici, fisici e chimici.
8. Analisi di rischio. Valutazione del rischio (sorgente, percorso e bersaglio). Sviluppo del modello concettuale. Tossicologia legata ai contaminanti. Fasi 1, 2 e 3 nella valutazione del rischio. Uso diretto ed inverso dell'analisi di rischio. La valutazione del rischio nella normative italiana.
9. Discariche di rifiuti. Confinamento dei rifiuti. Tipologie di discariche nell'Unione europea. Indagini geologiche e idrogeologiche. Impermeabilizzazione e sistemi di drenaggio. Proprietà geotecniche dei rifiui. Monitoraggio e bonifica.
10. Legislazione. Leggi sulle acque dell'Unione Europea e dell'Italia
1. Idrochimica. Composti disciolti nelle acque sotterranee. Interazione acqua-suolo. Equilibri chimici. Indici idrochimici.
2. Trasporto di contaminanti nelle acque sotterranee. Legge di Fick e della dispersione. Retrodiffusione. Contaminazione delle acque sotterranee. Attenuazione dei contaminanti. Inquinanti nelle fasi solida, liquida e gassosa. Principi di flusso e trasporto multifase (LNAPL e DNAPL).
3. Parametri idrodispersivi. Porosità efficace e cinematica, dispersività. Test di laboratorio e di campo con traccianti artificiali. Effetto scala e dispersività in relazione all'eterogeneità dell'acquifero e all'anisotropia.
4. Interazione dei contaminanti con la matrice del suolo. Processi di interazione (precipitazione, ossido-riduzione, idrolisi, scambio cationico, adsorbimento, biodegradazione). Test di laboratorio. Fattore di ritardo. Potenziale di biodegradazione del mezzo insaturo e saturo (test respirometrico in situ)
5. Modelli di trasporto. Discretizzazione dell'equazione di trasporto: differenze finite ed elementi finite, metodo delle caratteristiche e del percorso aleatorio. Implementazione e utilizzo di modelli di trasporto: modello concettuale, condizioni iniziali e al contorno, discretizzazione nello spazio e nel tempo, calibrazione e verifica del modello, analisi di sensitività, simulazione e previsione. Principi di modelli di trasporto nel mezzo insaturo.
6. Protezione delle captazioni. Aree di salvaguardia dei pozzi e delle sorgenti.
7. Messa in sicurezza e bonifica siti contaminate. Qualità di suoli e acque sotterranee. Valori di fondo di suoli e acque sotterranee. Caratterizzazione dei siti con idnagini dirette ed indirette di aria, suolo e acqua. Barriere idrauliche, reattive e fisiche. Bonifica mediante interventi in situ biologici, fisici e chimici.
8. Analisi di rischio. Valutazione del rischio (sorgente, percorso e bersaglio). Sviluppo del modello concettuale. Tossicologia legata ai contaminanti. Fasi 1, 2 e 3 nella valutazione del rischio. Uso diretto ed inverso dell'analisi di rischio. La valutazione del rischio nella normative italiana.
9. Discariche di rifiuti. Confinamento dei rifiuti. Tipologie di discariche nell'Unione europea. Indagini geologiche e idrogeologiche. Impermeabilizzazione e sistemi di drenaggio. Proprietà geotecniche dei rifiui. Monitoraggio e bonifica.
10. Legislazione. Leggi sulle acque dell'Unione Europea e dell'Italia
Prerequisiti
Fortemente consigliato il corso di Esplorazione e gestione delle risorse idriche e laboratorio
Metodi didattici
Le conoscenze teoriche e pratiche del corso sono utilizzate per risolvere esercizi scritti e al computer e per produrre elaborati tecnici.
Materiale di riferimento
Beretta G.P. (1992) - "Idrogeologia per il disinquinamento delle acque sotterranee". Pitagora Editrice, Bologna
Fetter C.W. (1992) - "Contaminant Hydrogeology". Mac Millan, New York
Chiesa G. (1991) - "Pozzi per acqua". Hoepli, Milano
Domenico P.A. , Schwartz F.W. (1998) - "Physical and Chemical Hydrogeology". J, Wiley & Sons, New York
Spitz K., Moreno J. (1996) - "A practical guide to groundwater and solute transport modelling". J.Wiley & Sons, New York.
Dispense del corso
Fetter C.W. (1992) - "Contaminant Hydrogeology". Mac Millan, New York
Chiesa G. (1991) - "Pozzi per acqua". Hoepli, Milano
Domenico P.A. , Schwartz F.W. (1998) - "Physical and Chemical Hydrogeology". J, Wiley & Sons, New York
Spitz K., Moreno J. (1996) - "A practical guide to groundwater and solute transport modelling". J.Wiley & Sons, New York.
Dispense del corso
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La prova di valutazione è orale e consiste nella verifica delle conoscenze acquisite e nella discussione degli elaborati prodotti durante il corso.
GEO/05 - GEOLOGIA APPLICATA - CFU: 6
Esercitazioni: 24 ore
Lezioni: 32 ore
Lezioni: 32 ore
Docente:
Beretta Giovanni Pietro
Siti didattici
Docente/i