Il corso si propone di illustrare:

- i principali processi e cicli geochimici degli elementi che hanno interessato il nostro pianeta durante la sua evoluzione;

- i principali componenti e processi chimici che caratterizzano ed avvengono nelle matrici ambientali (aria, acqua, suolo); 

- le reazioni geochimiche nei processi di interazione acqua-gas-roccia;

- le principali classificazioni delle acque e loro caratterizzazione geochimica per la definizione dell’origine dei soluti;

- l’applicazione di tecniche geochimiche ed isotopiche applicate alle problematiche ambientali.

Introduzione alle Geochimica: la Geochimica nelle Scienze della Terra. L’origine degli elementi: i processi di nucleosintesi stellare. Le meteoriti. Le abbondanze degli elementi nel Sistema Solare. Composizione e distribuzione degli Elementi nella Terra. Proprietà periodiche degli elementi ed influenza sul comportamento geochimico. Le regole di Goldschmidt e la classificazione degli elementi della tavola periodica. Flusso di calore terrestre e cenni sull'energia geotermica. Principali tecniche per le datazioni radiometriche di materiali geologici.

Atmosfera: composizione, struttura e sua evoluzione. L’inquinamento atmosferico, inquinanti inorganici ed organici più comuni. Principali conseguenze: piogge acide, effetto serra, cambiamenti climatici, buco dell'ozono. Stoccaggio geologico della CO2.

Idrosfera: il ciclo dell’acqua. Processi di interazione acqua-roccia-gas (weathering) Classificazione delle acque. Geochimica delle acque continentali (fiumi). Soluzioni acquose. Evaporiti. Cenni sugli inquinanti più comuni delle acque superficiali e delle falde acquifere. Cenni relativi all’inquinamento legato alle attività industriali, urbane, agricole, estrattive. 

Geochimica isotopica: cenni sui principali isotopi degli elementi leggeri (idrogeno, ossigeno, carbonio, azoto) utilizzati nella comprensione del ciclo idro(geo)logico ed in geochimica ambientale.

Pedosfera: pedogenesi. Le principali proprietà chimico-fisiche della pedosfera. I costituenti solidi, liquidi e gassosi dei suoli. Gli orizzonti che costituiscono un suolo. Fattori che influenzano il comportamento degli elementi chimici nel suolo. Cenni sull’inquinamento dei suoli e del sottosuolo. Interazioni con la falda e le acque.

Principi di contaminazione di suoli e acque: Metalli pesanti, inquinanti organici, inorganici e amianto; cenni sulla valutazione del fondo geochimico naturale.

Tecniche di campionamento e analitiche: campionamento ed analisi delle acque; misurazione e campionamento di un gas (e.g. camera di accumulo, soil gas survey); strategie di campionamento; cenni sulle principali tecniche analitiche utilizzate in geochimica.

Conoscenze base di chimica, mineralogia e geologia

Gli studenti che abbiano superato l’esame saranno in grado di acquisire conoscenze di base sulla geochimica elementare e isotopica da applicare allo studio di tematiche inerenti i diversi settori delle scienze della Terra e saranno in grado di affrontare gli approfondimenti della materia sviluppati nei corsi avanzati.

Conoscenza e capacità di comprensione. Al termine del corso lo studente dovrà avere assimilato le conoscenze fondamentali nel settore della geochimica generale, ambientale e isotopica. Lo studente dovrà mostrare il possesso della capacità di riconoscere e descrivere i principali processi geochimici che possono avvenire nelle acque, nei suoli e nell'atmosfera, conoscere le tecniche di datazione geocronologiche, ed integrare le informazioni composizionali, isotopiche e geologiche ai fini delle comprensione dell'evoluzione (geo)chimica delle diverse matrici geologico-ambientali. Queste abilità verranno verificate attraverso una prova orale.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate. Lo studente dovrà essere in grado di utilizzare correttamente la terminologia geochimica e conoscere i principali componenti che caratterizzano le diverse matrici geologico-ambientali. In particolare dovrà essere in grado di conoscere le metodologie ed i processi evolutivi legati allo studio delle acque, dei gas e dei suoli in campo geochimico. Queste abilità verranno valutate attraverso una prova orale.

Autonomia di giudizio. Lo studente dovrà essere in grado di descrivere in modo causale le composizioni, i processi evolutivi e le classificazioni delle principali matrici geologico-ambientali. Questa abilità verrà verificata con una prova orale con domande mirate di tipo applicativo.

Abilità comunicative. Lo studente dovrà essere in grado di descrivere e sintetizzare le principali matrici geologico-ambientali da un punto di vista geochimico e isotopico attraverso l'utilizzo di un linguaggio tecnico specifico e corretto.

Capacità di apprendimento. Lo studente dovrà essere in grado di costruire il proprio percorso di crescita scientifica in ambito geochimico 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

Esercitazioni ed escursioni didattiche. 

Modalità didattiche

Lezioni frontali ed escursioni sul terreno.

Didattica innovativa

Il corso prevede:
- lezioni frontali;
- esercitazioni in aula, relative alla classificazione delle acque;
- escursioni didattiche relative a: i) campionamento di acque; ii) conoscere e comprendere i processi legati all'attività geotermica; iii) conoscere i processi di interazione acque-roccia-gas (es., speleogenesi).

Obblighi

La frequenza non è obbligatoria, ma fortemente consigliata

Testi di studio

- Lezioni del corso (pdf, disponibili nella piattaforma Moodle)

- "Geochimica e Ambiente" (2004) di G. Dongarrà e D. Varrica

Ulteriori testi di approfondimento ed articoli scientifici consigliati, su richiesta, dal docente durante il corso.

Modalità di
accertamento

Esame orale. La prova prevede domande su tutti gli argomenti presenti nel programma. È stata scelta tale modalità d'esame in quanto permette di verificare in maniera adeguata la preparazione dello studente. I criteri di valutazione sono: la conoscenza dei principali concetti e campi di applicazione della geochimica, il grado di articolazione della risposta e la padronanza del linguaggio specifico.

Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito una conoscenza di base sulla distribuzione, combinazione e migrazione degli elementi (e dei loro isotopi) nei diversi comparti della Terra, e sulle caratteristiche delle principali matrici ambientali.

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 Moodle (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 Moodle)

- "Geochimica e Ambiente" (2004) di G. Dongarrà e D. Varrica

Ulteriori testi di approfondimento ed articoli scientifici consigliati, su richiesta, dal docente durante il corso.

Modalità di
accertamento

Esame orale. La prova prevede domande su tutti gli argomenti presenti nel programma. È stata scelta tale modalità d'esame in quanto permette di verificare in maniera adeguata la preparazione dello studente. I criteri di valutazione sono: la conoscenza dei principali concetti e campi di applicazione della geochimica, il grado di articolazione della risposta e la padronanza del linguaggio specifico.

Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito una conoscenza di base sulla distribuzione, combinazione e migrazione degli elementi (e dei loro isotopi) nei diversi comparti della Terra, e sulle caratteristiche delle principali matrici ambientali.

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.