Il corso è finalizzato all'acquisizione delle competenze necessarie per riconoscere, classificare e utilizzare i minerali e le rocce che possono essere utilizzati come indicatori ambientali. Il corso mira, inoltre, alla padronanza dei concetti fondamentali relativi ai processi di interazione tra i minerali, l'ambiente e la salute umana.

Introduzione al corso. Indicatori ambientali. Indicatori descrittivi. Indicatori mineralogici e petrografici.

Richiami di mineralogia e petrografia. Stato solido e stato cristallino. Minerali e cristalli. Morfologia cristallina. Operatori di simmetria. Cella elementare. Sistemi cristallini. Struttura cristallochimica. Poliedri di coordinazione. Classificazione dei minerali. Silicati. Rocce. Processi minero- e petrogenetici. Diagrammi PT.

Amianto. Definizioni e cenni storici. Proprietà fisiche e chimiche. Utilizzi e conseguenze. Legislazione. Tipi di amianti. Fillosilicati. Tipi di fillosilicati. Gruppo del serpentino. Lizardite. Antigorite. Crisotilo. Serpentino poligonale e poliedrale. Inosilicati. Tipi di inosilicati. Pirosseni e anfiboli. Anfiboli fibrosi: amosite, crocidolite, tremolite, actinolite, antofillite. Elementi di tossicità delle fibre: forma e dimensioni, composizione chimica, biopersistenza. Patologie amianto-correlate. Il problema amianto oggi. Siti estrattivi dismessi. Bonifica dei MCA in matrice friabile. Sorgenti naturali (NOA). Le pietre verdi. Quadro normativo. La valutazione del rischio.

Zeoliti. Cosa sono le zeoliti. Tectosilicati. Gruppo della silice. Gruppo dei feldspati. Gruppo dei feldspatoidi. Gruppo delle zeoliti. Impalcatura tetraedrica. Formula cristallochimica generale. Classificazione strutturale delle zeoliti. Le cavità nelle zeoliti. Porosità. Cationi extra-framework. Le proprietà delle zeoliti. Rapporto Si/Al. Zeoliti naturali. Genesi delle zeoliti. Zeoliti idrotermali e zeoliti diagenetiche. Le zeolititi. Applicazioni delle zeolititi: agenti idratanti, scambiatori di ioni, adsorbenti, setacci molecolari, catalizzatori, nutrizione animale, depurazione acque, agricoltura e floricoltura, salute umana. Zeoliti fibrose e rischio tossicologico. Erionite e offretite.

Argille e minerali argillosi. Argille e loro definizioni. Minerali argillosi e loro proprietà. Fillosilicati. Strati diottaedrici e triottaedrici. Tipo di minerali argillosi. Sottogruppo delle kanditi diottaedriche: halloysite e caolinite. Relazioni halloysite-caolinite. Genesi della caolinite. Kanditi triottaedriche. Pirofillite e talco. Sottogruppo delle illiti: illite, glauconite, celadonite. Ambienti di formazione. Sottogruppo delle smectiti: montmorillonite, beidellite, nontronite, volkonskoite. Smectiti triottaedriche: saponite, lembergite, sauconite, hectorite. Minerali argillosi particolari: vermiculiti, cloriti. Fillosilicati a strati misti regolari e irregolari. Fillosilicati modulari e nastriformi: sepiolite, palygorskite. Il ruolo dei cationi interstrato. Argille e salute umana. Origine dei minerali argillosi: ereditarietà, trasformazione per sottrazione e/o aggiunta di ioni, neoformazione, ringiovanimento. Alterazione delle rocce e formazione dei suoli. Idrolisi. Acidolisi. Erosione e sedimentazione. Diagenesi. Alterazione idrotermale. Zonazione idrotermale: zona argillitica, zona fillitica, zona propilitica. Metodi di analisi dei minerali argillosi: la diffrattometria RX. Legge di Bragg. Il diffrattometro. Interpretazione di un diffrattogramma. Riflessioni basali. Principi di identificazione dei minerali argillosi. Esercitazione su analisi e riconoscimento della composizione mineralogica su due campioni: analisi del bulk, separazione della frazione argillosa, analisi del campione air dried, dopo glicolazione e dopo i trattamenti termici. Interpretazione dei risultati.

Nanoparticelle. Nanoparticelle e nanotecnologie. Importanza delle dimensioni. Nanostrutturazione: esempi in natura. Campi di applicazione. Caratteristiche fisico-chimiche dei nanomateriali. Nanotecnologie nel passato, nel presente e nel futuro. Implicazioni tossicologiche e problemi di sicurezza. Nanoparticelle e salute umana. Elementi di rilevanza tossicologica: dimensioni, area di superficie, dose, forma, cristallinità, chimica superficiale, rivestimento. Processi di bioaccumulo e biotrasformazione. Questioni aperte.

Silice cristallina. Silice e silicosi. Il gruppo della silice: quarzo, tridimite, cristobalite, calcedonio. Trasformazioni di fase e polimorfismo. La silice in natura: piante, spugne, diatomee. Proprietà fisico-chimiche della silice e tossicità. Origine della silice libera cristallina (SLC): macinazione, combustione, biologica. Patogenicità della silice. Attività a rischio di esposizione per SLC.

Minerali ecotossici. La tossicità nei minerali. Minerali tossici per loro natura: amianti, altri minerali fibrosi, silice libera cristallina. Minerali tossici per la presenza di elementi tossici: galena, cinabro, realgar, orpimento, calcantite, phenakite, hutchinsonite, tobernite, idrossiapatite. I minerali e l’uomo: biominerali. Minerali solubili e loro tossicità. Il caso dell’epsomite.

Mineralogia e Litologia, Petrografia.

Lo studente dovrà dimostrare:

- di sapere cosa sono gli indicatori ambientali e di saperli utilizzare nell'ambito del sistema Terra

- di avere le conoscenze necessarie per riconoscere, classificare e descrivere i minerali e le rocce che possono essere utilizzati come indicatori ambientali

- di possedere padronanza dei concetti fondamentali per valutare le possibili interazioni tra i minerali, l'ambiente e la salute umana

- di avere sviluppato quelle capacità di apprendimento che consentano di continuare a studiare in maniera autonoma

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Sono previste esercitazioni in aula e in laboratorio con il docente del corso.

Modalità didattiche

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula e in laboratorio.

Testi di studio

Lezioni del corso (pdf, disponibili nella piattaforma blended.uniurb.it)

Cornelis Klein, Anthony R. Philpotts (2018), Mineralogia e Petrografia, ZANICHELLI​​​​​​

Cornelis Klein (2004), Mineralogia, ZANICHELLI

A. Putnis (1992), Introduction to mineral sciences, Cambridge University Press;

Winter J.D. (2001), An introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, Prentice Hall.

Frost & Frost (2014) Essentials of Igneous and Metamorphic Petrology, Cambridge

Modalità di
accertamento

Prova orale con domande su tutti gli argomenti presenti nel programma.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Modalità didattiche

Gli studenti non frequentanti sono invitati a consultare il materiale didattico caricato su blended.uniurb.it (slide discusse a lezione) attraverso il quale sarà possibile approfondire maggiormente lo studio dei volumi indicati nella sezione “Testi di studio”.

Testi di studio

Lezioni del corso (pdf, disponibili nella piattaforma blended.uniurb.it)

Cornelis Klein, Anthony R. Philpotts (2018), Mineralogia e Petrografia, ZANICHELLI​​​​​​

Cornelis Klein (2004), Mineralogia, ZANICHELLI

A. Putnis (1992), Introduction to mineral sciences, Cambridge University Press;

Winter J.D. (2001), An introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, Prentice Hall.

Frost & Frost (2014) Essentials of Igneous and Metamorphic Petrology, Cambridge

Modalità di
accertamento

Prova orale con domande su tutti gli argomenti presenti nel programma.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.