Environmental contamination and mitigation
A.A. 2025/2026
Obiettivi formativi
Scopo dell'insegnamento è fornire le conoscenze teoriche e pratiche per analizzare i processi di contaminazione ambientale con approccio geochimico, valutando sorgenti, mobilità e impatto degli inquinanti attraverso lo studio di valori di fondo, utilizzo di traccianti elementari/isotopici nonché tecniche analitiche, sviluppando capacità di monitoraggio e gestione critica dei dati in contesti reali; fornire le basi concettuali per comprendere quali specie mineralogiche giocano un ruolo significativo nei processi di contaminazione e nei meccanismi di mitigazione del rischio ambientale; introdurre le principali metodologie analitiche utilizzate per la caratterizzazione delle componenti mineralogiche presenti nelle matrici ambientali; sviluppare una comprensione critica dei metodi di mitigazione del rischio ambientale che impiegano minerali appartenenti al gruppo delle argille e/o alle zeoliti; fornire conoscenze e competenze teorico/pratiche relative all'integrazione delle basi acquisite nel corso per la loro applicazione all'ambito dell'analisi di rischio ambientale, con particolare riferimento ai fenomeni di contaminazione e inquinamento legati all'attività mineraria. Fornire una visione comprensiva della complessità dell'analisi di rischio ambientale attraverso la valutazione della situazione italiana in ambito minerario e di case studies italiani e internazionali.
Risultati apprendimento attesi
Al termine del corso, lo studente avrà acquisito una solida comprensione dei concetti di ambiente, contaminazione e inquinamento con approccio geochimico. Sarà in grado di valutare la pericolosità degli inquinanti analizzandone sorgente, mobilità e persistenza nelle diverse matrici ambientali sulla base della determinazione dei valori di fondo nonché dei limiti normativi. Apprenderà l'uso di traccianti elementari ed isotopici e metodologie analitiche per identificare fonti e monitorare contaminanti. Attraverso attività laboratoriali, svilupperà competenze pratiche nella caratterizzazione e interpretazione dei dati ambientali. Queste conoscenze gli permetteranno di affrontare problematiche ambientali con approccio scientifico e critico. Al termine del corso, lo studente sarà altresì in grado di: comprendere le proprietà fisico-chimiche delle specie mineralogiche coinvolte nei processi di contaminazione ambientale, con particolare riferimento ai contesti minerari, e nelle applicazioni di
mitigazione del rischio mediante l'uso di argille e zeoliti; riconoscere le specie mineralogiche potenzialmente responsabili di contaminazione in matrici solide, in particolare in materiali provenienti da attività minerarie; comprendere i principali ambiti di applicazione della diffrazione a raggi X (XRD) su materiali policristallini per la caratterizzazione mineralogica, nonché i limiti della tecnica; interpretare in modo critico un report tecnico relativo a un'analisi XRD di materiale policristallino. Comprendere e acquisire competenze volte alla gestione integrata del rischio ambientale in ambiti specifici, con particolare riferimento all'ambito minerario. Valutare le problematiche, la complessità e le criticità di una valutazione integrata del rischio ambientale associato a determinate situazioni e case studies, con particolare riferimento al rischio ambientale minerario.
mitigazione del rischio mediante l'uso di argille e zeoliti; riconoscere le specie mineralogiche potenzialmente responsabili di contaminazione in matrici solide, in particolare in materiali provenienti da attività minerarie; comprendere i principali ambiti di applicazione della diffrazione a raggi X (XRD) su materiali policristallini per la caratterizzazione mineralogica, nonché i limiti della tecnica; interpretare in modo critico un report tecnico relativo a un'analisi XRD di materiale policristallino. Comprendere e acquisire competenze volte alla gestione integrata del rischio ambientale in ambiti specifici, con particolare riferimento all'ambito minerario. Valutare le problematiche, la complessità e le criticità di una valutazione integrata del rischio ambientale associato a determinate situazioni e case studies, con particolare riferimento al rischio ambientale minerario.
Periodo: Secondo semestre
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Nell'eventualità di dover erogare didattica in fase emergenziale, le lezioni frontali saranno effettuate in modalità da remoto sincrona (streaming live su MS Teams) o asincrona (materiale di studio con commenti audio del docente).
Programma
Il corso ha lo scopo di introdurre le basi, i possibili approcci teorici e le principali metodologie e pratiche di laboratorio volti a valutare lo stato di contaminazione di diverse matrici ambientali nell'ambito dell'analisi di rischio. Vengono fornite anche conoscenze teorico-pratiche sui principali metodi di mitigazione del rischio stesso.
PARTE PRIMA: Introduzione ai concetti fondamentali di ambiente e inquinamento con focus geochimico
- Concetti base di ambiente, contaminazione e inquinamento
- Cenni di geochimica
- Ciclo degli elementi chimici
- Valori di fondo: determinazione e loro significato
- Speciazione degli elementi e pericolosità ambientale
- Inquinamento e reattività degli elementi inquinanti
- Matrici ambientali: trasporto, disponibilità biologica e persistenza dei contaminanti
- Traccianti isotopici degli inquinanti
- Identificare-quantificare-monitorare inquinanti: metodi analitici
- Attività laboratoriale
PARTE SECONDA: Le specie mineralogiche di maggior rilevanza per la determinazione del rischio in ambito minerario
- I solfuri
- I solfati e i solfosali
- Ossidi e idrossidi metallici
- Fasi primarie e fasi di alterazione secondaria
- Metodi di caratterizzazione mineralogica: diffrazione di raggi-X da materiale policristallino: preparazione del campione, metodi di analisi, cenni di metodologie per l'interpretazione del dato sperimentale (analisi qualitativa e quantitativa)
PARTE TERZA: La contaminazione e la mitigazione in ambito minerario
- Concetti base sull'attività mineraria (ciclo di vita della miniera, estrazione e arricchimento, rifiuti minerari)
- Le discariche minerarie
- Fattori che controllano e modificano le condizioni ambientali di siti minerari attivi e dismessi
- L'analisi di rischio ambientale in ambito minerario: sorgente, trasporto e bersaglio
- L'Acid Mine Drainage: procedure di valutazione statiche (Acid Base Accounting) e dinamiche (test cinetici, di lisciviazione e tamponamento)
- Procedure dinamiche, test cinetici, testi di lisciviazione e tamponamento.
- Principali tecniche e metodi di bonifica in ambito minerario
- Cenni sulla situazione italiana relativa alle Abandoned Mine Lands
- Case studies selezionati
- Laboratorio su procedure statiche e/o dinamiche
PARTE QUARTA: Aspetti mineralogici della mitigazione del rischio ambientale
- I minerali delle argille: classificazione e caratteristiche fisico-chimiche
- Le zeoliti: classificazione e caratteristiche fisico-chimiche
- Applicazioni in ambito ambientale di minerali delle argille e zeolit
PARTE PRIMA: Introduzione ai concetti fondamentali di ambiente e inquinamento con focus geochimico
- Concetti base di ambiente, contaminazione e inquinamento
- Cenni di geochimica
- Ciclo degli elementi chimici
- Valori di fondo: determinazione e loro significato
- Speciazione degli elementi e pericolosità ambientale
- Inquinamento e reattività degli elementi inquinanti
- Matrici ambientali: trasporto, disponibilità biologica e persistenza dei contaminanti
- Traccianti isotopici degli inquinanti
- Identificare-quantificare-monitorare inquinanti: metodi analitici
- Attività laboratoriale
PARTE SECONDA: Le specie mineralogiche di maggior rilevanza per la determinazione del rischio in ambito minerario
- I solfuri
- I solfati e i solfosali
- Ossidi e idrossidi metallici
- Fasi primarie e fasi di alterazione secondaria
- Metodi di caratterizzazione mineralogica: diffrazione di raggi-X da materiale policristallino: preparazione del campione, metodi di analisi, cenni di metodologie per l'interpretazione del dato sperimentale (analisi qualitativa e quantitativa)
PARTE TERZA: La contaminazione e la mitigazione in ambito minerario
- Concetti base sull'attività mineraria (ciclo di vita della miniera, estrazione e arricchimento, rifiuti minerari)
- Le discariche minerarie
- Fattori che controllano e modificano le condizioni ambientali di siti minerari attivi e dismessi
- L'analisi di rischio ambientale in ambito minerario: sorgente, trasporto e bersaglio
- L'Acid Mine Drainage: procedure di valutazione statiche (Acid Base Accounting) e dinamiche (test cinetici, di lisciviazione e tamponamento)
- Procedure dinamiche, test cinetici, testi di lisciviazione e tamponamento.
- Principali tecniche e metodi di bonifica in ambito minerario
- Cenni sulla situazione italiana relativa alle Abandoned Mine Lands
- Case studies selezionati
- Laboratorio su procedure statiche e/o dinamiche
PARTE QUARTA: Aspetti mineralogici della mitigazione del rischio ambientale
- I minerali delle argille: classificazione e caratteristiche fisico-chimiche
- Le zeoliti: classificazione e caratteristiche fisico-chimiche
- Applicazioni in ambito ambientale di minerali delle argille e zeolit
Prerequisiti
Nozioni basilari di mineralogia, petrografia, geochimica e georisorse
Metodi didattici
I docenti utilizzeranno (a) le lezioni frontali; (b) approfondimenti su casi di studio scientifici; c) attività laboratoriale pertinente agli argomenti del programma con preparazione di campioni e interpretazione di dati sperimentali
Materiale di riferimento
Dispense fornite dai docenti e rese disponibili sul sito Ariel dell'insegnamento e su piattaforma MS Teams (presentazioni Power Point e articoli scientifici).
Per la parte terza del corso si suggerisce oltre alle dispense il seguente testo di riferimento, in particolare le parti sul sustainability assessment.
Manuel Bustillo Revuelta (2018) Mineral Resources. From exploration to sustainability assessment. Springer. ISBN: 978-3-319-86468-6
Per la parte terza del corso si suggerisce oltre alle dispense il seguente testo di riferimento, in particolare le parti sul sustainability assessment.
Manuel Bustillo Revuelta (2018) Mineral Resources. From exploration to sustainability assessment. Springer. ISBN: 978-3-319-86468-6
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
: L'esame consisterà in una prova orale e verranno proposte domande a risposta libera su tutto il programma. Parametri di valutazione: capacità di organizzare e presentare la conoscenza acquisita, capacità di affrontare e risolvere un problema scientifico, consistenza e rigore del lessico utilizzato, consistenza e accuratezza della conoscenza acquisita. Tipo di valutazione: voto in trentesimi. Numero di prove: una; non sono previste prove intermedie. Nell'eventualità di un numero di studenti registrati all'appello d'esame superiore a 8 sarà considerata la possibilità di erogare l'esame in forma scritta con domande a risposta aperta e quesiti a risposta multipla.
GEO/08 - GEOCHIMICA E VULCANOLOGIA - CFU: 5
GEO/09 - GEORISORSE MINERARIE E APPLICAZIONI MINERALOGICO-PETROGRAFICHE PER L'AMBIENTE E I BENI CULTURALI - CFU: 4
GEO/09 - GEORISORSE MINERARIE E APPLICAZIONI MINERALOGICO-PETROGRAFICHE PER L'AMBIENTE E I BENI CULTURALI - CFU: 4
Esercitazioni: 12 ore
Lezioni: 64 ore
Lezioni: 64 ore
Turni:
Turno I
Docente:
Cannao' EnricoTurno II
Docente:
Farina FedericoDocente/i
Ricevimento:
Per appuntamento (via email).
Via S. Botticelli 23, room #2084
Ricevimento:
Su appuntamento
Via Botticelli 23, ufficio.
Ricevimento:
lunedì 10.30-12.30
Via Botticelli 23
Ricevimento:
da concordare via e-mail
Via Botticelli 23 o videocall MS Teams