Didattica - Università degli Studi di Padova

Syllabus

Prerequisiti:	Concetti di base di chimica e di thermodinamica chimica. Fondamenti di mineralogia e geologia.
Conoscenze e abilita' da acquisire:	Il corso introduce i concetti fondamentali della mineralogia e della cristallochimica dei materiali della crosta terrestre, com e base per poter caratterizzare ed interpretare i processi naturali ed antropogenici con implicazioni ambientali. L'obiettivo è quello di illustrare mediante diversi casi di studio la complessità dei problemi ambientali e fornire un approccio analitico-strumentale, una comprensione fisico-chimica dei meccanismi in atto, ed ottenere possibili metodologie intepretative dei processi.
Modalita' di esame:	L'esame include: (1) una presentazione da parte dello studente da tenersi a metà corso. Argomento: fondamenti di una tecnica analitica selezionata con il docente, e relative applicazioni ambientali; (2) una presentazione finale da parte dello studente riguardo ad una problematica ambientale specifica selezionata durante il corso. La tematica sarà sviluppata mediante letture specifiche e discussione con il docente. (3) un colloquio finale riguardo alla presentazione effettuata ed agli argomenti del corso.
Criteri di valutazione:	I seguenti aspetti saranno oggetto di valutazione: - abilità di comprensione e di interpretazione critica dello studente durante le lezioni frontali - comprensione ed esposizione di concetti tecnici e di protocolli analitici durante l'esposizione di metà corso - abilità di comprensione della letteratura scientifica, capacità di sintesi, capacità critica durante l'esposizione finale
Contenuti:	Materiali solidi naturali: concetti di base di mineralogia e cristallochimica. Processi naturali: introduzione alla distribuzione degli elementi chimici sulla superficie terrestre, processi geologici, cicli geochimici. Processi di interazione fluido-solido su superfici di minerali. Tecniche sperimentali per lo studio delle superfici. Casi di studio: (1) Minerali pericolosi in natura e neigli ambienti di lavoro: asbesti, silice libera. Monitoraggio ambientale, valutazione, quantificazione delle fasi, trattamenti inertizzanti. (2) Materiali microporosi: argille, zeoliti. Proprietà strutturali, cristallochimica, assorbimento, scambio ionico, attività catalitica. Utilizzo in applicazioni ambientali, agricole ed industriali. (3) Polveri minerali: origine, caratterizzazione. Implicazioni delle polevri intrappolate nei ghiacci antartici e nei fondi oceanici per la ricostruzione paleoclimatica e paleoambientale. (4) I metalli e l'ambiente. Dispersione e rimobilizzazione di elementi tossici durante lo sfruttamento minerario e la trasformazione di materie prime. Percolazione acida da miniere. Inquinamento da arsenico: confronto tra processi inorganici e bio-controllati. (5) Leganti e cementi. Il loro uso presente e passato nelle costruzioni. Applicazioni ambientali come agenti per la solidificazione e l'inertizzazione di rifiuti e terreni inquinati. (6) Terre rare. Il ciclo geochimico delle REE e le risorse esistenti. Il loro ruolo nei prodotti tecnologici, recupero e riciclo da e-waste.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:	Lezioni frontali sugli argomenti del corso. Alcune lezioni su argomenti di attualità saranno tenute da docenti invitati da altre sedi universitarie. Laboratorio di diffrazione di raggi-X da polveri: raccolta dati ed interpretazione di dati diffrattometrici. Discussioni ed interazione diretta con lo studente sulla tematica scelta per la presentazione finale. Ricerca bibliografica personalizzata.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:	Le lezioni del corso sono disponibili in rete (in Inglese): http://www.geoscienze.unipd.it/studenti/artioli/HTC/index.html Il materiale è completato da articoli scientifici forniti sugli argomenti prescelti dagli studenti per la presentazione finale. Gli studenti sono invitati a controllare argomenti ed articoli sui numeri monografici della rivista "Elements", disponibili in rete: http://www.elementsmagazine.org/index.htm
Testi di riferimento:	D. Vaughan, R.A. Wogelius, Environmental mineralogy. EMU Notes in Mineralogy, Vol 2: Eotvos University Press, 2000. G.D. Guthrie, B.T. Mossman, Health effects of mineral dust. Reviews in Mineralogy, Vol. 28: Mineralogical Society of America, 1993. J.F. Banfield, A. Navrotsky, Nanoparticles and the environment. Rev. Mineral. Geochem., Vol 44: Mineralogical Society of America, 2001.