Scopo dell'insegnamento e' quello di fornire le conoscenze fondamentali inerenti le caratteristiche chimico-fisiche dei vari comparti ambientali (aria, acqua, suolo, a livello naturale ed antropico), far acquisire allo studente le competenze necessarie alla comprensione dei processi chimici, chimico-fisici e biochimici alla base della trasformazione della materia, sia negli organismi viventi che nelle matrici ambientali, fornendo quindi la basi necessarie all’analisi e valutazione del funzionamento dell’ambiente. Si forniranno inoltre le competenze necessarie alla comprensione della dinamica (immissione, trasporto, trasformazione e destino finale) delle sostanze chimiche presenti nell’ambiente, introducendo i principi della modellistica ambientale e delle simulazioni numeriche per la descrizione dei sistemi ambientali e climatici a fini prognostici. 

1. Atmosfera e chimica dell’atmosfera
1.1 Trasferimenti di energia e di massa
1.2 Composizione chimica e processi chimico-fisici nell’atmosfera
1.3 Formazione e rimozione di materiale particolato
1.4 Reazioni fotochimiche, smog fotochimico
1.5 Ozono nella bassa e alta atmosfera
1.6 Effetto serra

2 Ambiente acquatico
2.1 Proprietà dell’acqua
2.2 Composizione fisica e chimica delle acque naturali
2.3 Reazioni di: idrolisi, acido-base, ossido-riduttive, complessazione e chelazione
2.4 Alcalinità e durezza delle acque, nutrienti ed eutrofizzazione

3 Geosfera e chimica del suolo
3.1 Composizione chimica e processi chimico-fisici nel suolo
3.2 Reazioni acido-base e di scambio ionico
3.3 Macro e micro-nutrienti e processi di assorbimento e biodegradazione della sostanza organica.

4 Fondamenti di biochimica per l’interpretazione del comportamento ambientale e degli effetti sugli organismi viventi delle sostanze chimiche (tossicità, bioaccumulo, biotrasformazione)

5 La chimica ambientale dei processi naturali
5.1 L’ecosistema Terra nel suo complesso
5.2 Energia e cicli energetici naturali
5.3 Materia e cicli degli elementi (carbonio, azoto, zolfo, fosforo, metalli)
5.4 Influenze antropogeniche sui cicli di materia ed energia

6 Principi di sostenibilità ambientale, approvvigionamento energetico, chimica verde

7 Introduzione alla modellistica climatica e tecniche di simulazione numerica applicate alla chimica dell’atmosfera

Preferibilmente aver sostenuto l'esame di Chimica Generale, Fisica 1 e Matematica 1

Conoscenza e comprensione

Al termine del corso, lo studente possiede le conoscenze di base dei processi ambientali (aria, acqua, suolo, a livello naturale ed antropico). Lo studente, inoltre, acquisisce conoscenze di base delle principali sorgenti di inquinamento, conosce e comprende la mobilità degli inquinanti e le loro reazioni

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente acquisirà la conoscenza e comprensione delle principali sorgenti di inquinamento, dei processi di trasformazione e di mobilità della materia nei vari comparti ambientali (aria, acqua e suolo) e negli organismi viventi e i principi chimici e fisici fondamentali necessari per comprendere e valutare il loro impatto nell'ambiente.

Autonomia di giudizio

Lo studente saprà identificare e valutare in maniera autonoma i processi chimici, chimico-fisici e biochimici più rilevanti per il funzionamento dell’ambiente.

Abilità comunicative

Lo studente acquisirà l'abilità di comunicare oralmente e per iscritto, con proprietà di linguaggio, gli aspetti fondamentali relativi ai processi chimici, chimico-fisici e biochimici alla base della trasformazione della materia negli organismi viventi e nelle matrici ambientali.

Capacità di apprendimento

Lo studente svilupperà la capacità di utilizzare il metodo scientifico come strumento di lavoro per approfondire autonomamente problematiche ambientali, di tradurle in termini chimici e di metterle in relazione con altre discipline.

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

possibilità di organizzare seminari monotematici di approfondimento su casi specifici con esperti esterni a conclusione di ogni modulo/argomento

Modalità didattiche

Lezioni frontali e discussione in aula

Didattica innovativa

Si sperimenterà, per alcune tematiche esposte durante il corso la modalità di insegnamento "Flipped Learning", fornendo agli studenti la possibilità di approfondire in autonomia specifici casi di studio da relazionare alla classe.

Obblighi

la frequenza non è obbligatoria anhe se fortemente consigliata

Testi di studio

Testi di studio fondamentali (a scelta)

Stanley E. Manahan, Chimica Ambientale, PICCIN 2025.
Colin Baird & Michael Cann, Chimica ambientale, Zanichelli, 2013.

Testi di supporto - approfondimento su singole tematiche indicate:
M. Z. Jacobson, "Fundamentals of Atmospheric Modeling", Cambridge University Press, 2012.
J. Wainwright, M. Mulligan "Environmental Modelling - Finding Simplicity in Complexity", Wiley, 2013.
H. F. Hemmond, E. J. Fechner-Levy. Chemical Fate and Transport in the Environment. Academic Press, 2023

Modalità di
accertamento

La verifica dell'apprendimento è orale, con una prova di durata orientativa di circa 45 minuti. La prova ha l'obiettivo di verificare lo studio del programma, valutandone soprattutto la comprensione dei fondamenti teorici della chimica dell’ambiente e la capacità di analizzare problemi rilevanti dal punto di vista ambientale, applicando nozioni e procedure trattate nell'insegnamento.

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

autoapprendimento sui testi obbligatori e sul materiale supplementare distribuito durante le lezioni in presenza

Testi di studio

Testi di studio: fondamentali (a scelta)

Stanley E. Manahan, Chimica Ambientale, PICCIN 2025.
Colin Baird & Michael Cann, Chimica ambientale, Zanichelli, 2013.

Testi di supporto - approfondimento:
M. Z. Jacobson, "Fundamentals of Atmospheric Modeling", Cambridge University Press, 2012.
J. Wainwright, M. Mulligan "Environmental Modelling - Finding Simplicity in Complexity", Wiley, 2013.
H. F. Hemmond, E. J. Fechner-Levy. Chemical Fate and Transport in the Environment. Academic Press, 2023

Modalità di
accertamento

La verifica dell'apprendimento è orale, con una prova di durata orientativa di circa 45 minuti. La prova ha l'obiettivo di verificare lo studio del programma, valutandone soprattutto la comprensione dei fondamenti teorici della chimica dell’ambiente e la capacità di analizzare problemi rilevanti dal punto di vista ambientale, applicando nozioni e procedure trattate nell'insegnamento.

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.