Il corso è finalizzato all'acquisizione delle competenze necessarie per riconoscere, classificare e utilizzare i minerali e le rocce che possono essere usate come indicatori ambientali. Il corso mira, inoltre, a fornire agli studenti la conoscenza 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:

• Conoscenza e capacità di comprensione. Al termine del corso lo studente dovrà avere assimilato le conoscenze fondamentali su minerali e rocce utilizzati come indicatori ambientali. Lo studente dovrà inoltre mostrare il possesso della capacità di riconoscere i principali indicatori di questo tipo e di saperli utilizzare nell'ambito del sistema Terra.
• Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Lo studente dovrà essere in grado di utilizzare correttamente la terminologia mineralogica e petrografica. In particolare dovrà essere in grado di riconoscere, classificare e descrivere i minerali e le rocce che possono essere utilizzati come indicatori ambientali.
• Autonomia di giudizio. Lo studente dovrà dimostrare di possedere padronanza dei concetti fondamentali per valutare in modo autonomo e critico le possibili interazioni tra i minerali, l'ambiente e la salute umana.
• Abilità comunicative. Lo studente dovrà essere in grado di descrivere e sintetizzare un articolo scientifico o un caso-studio sull'utilizzo di indicatori minero-petrografici con una presentazione in lingua inglese.
• Capacità di apprendimento. Lo studente dovrà essere in grado di costruire il suo percorso di crescita scientifica sul tema degli indicatori mineralogici e petrografici per la salute e l'ambiente in maniera critica ed autonoma, essendo in grado di utilizzare le conoscenze acquisite. Queste capacità, per quanto possibile, verranno stimolate dal docente proponendo approfondimenti.

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

Il corso si svolgerà tramite interazione continua tra lezioni frontali, esercitazioni in laboratorio e in classe.

Il corso prevede:

• lezioni frontali;
• lavori di gruppo e preparazione di presentazioni su casi studio selezionati;
• lezioni partecipate nelle quali verranno discussi i lavori presentati.

Didattica innovativa

La modalità didattica in presenza verrà arricchita con esercitazioni e approfondimenti, individuali e di gruppo, che gli studenti svolgeranno utilizzando la piattaforma Moodle di Ateneo. Alcuni argomenti del corso potranno essere trattati seguendo la pratica della “flipped lesson” (lezione capovolta).

Obblighi

Non è previsto obbligo di frequenza.

Testi di studio

• 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

I risultati di apprendimento attesi saranno valutati con una prova orale con domande su tutti gli argomenti presenti nel programma.

I criteri alla base della valutazione, che è espressa in trentesimi, sono:

• Livello di padronanza delle conoscenze (verifica delle conoscenze acquisite)
• Grado di articolazione della risposta
• Abilità nella connessione tematica e capacità di sintesi

Classi di votazione:

• <  18: livello di competenza non sufficiente
• 18-20: livello di competenza sufficiente
• 21-23: livello di competenza soddisfacente
• 24-26: livello di competenza buono
• 27-29: livello di competenza molto buono
• 30-30 e lode: livello di competenza eccellente

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”. Agli studenti non frequentanti è comunque suggerito di contattare il docente per informazioni sul programma e per concordare eventuali esercitazioni aggiuntive.

Obblighi

Non è previsto obbligo di frequenza.

Testi di studio

• 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

I risultati di apprendimento attesi saranno valutati con una prova orale con domande su tutti gli argomenti presenti nel programma.

I criteri alla base della valutazione, che è espressa in trentesimi, sono:

• Livello di padronanza delle conoscenze (verifica delle conoscenze acquisite)
• Grado di articolazione della risposta
• Abilità nella connessione tematica e capacità di sintesi

Classi di votazione:

• <  18: livello di competenza non sufficiente
• 18-20: livello di competenza sufficiente
• 21-23: livello di competenza soddisfacente
• 24-26: livello di competenza buono
• 27-29: livello di competenza molto buono
• 30-30 e lode: livello di competenza eccellente

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.