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Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria

02NIWMO

A.A. 2021/22

2020/21

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Il corso si propone come obiettivo generale quello di fornire un quadro d'insieme - di tipo interdisciplinare - degli aspetti chimici, chimico-fisici, biologici ed ecologici per la descrizione dei comparti ambientali la cui conoscenza è basilare per comprendere ed interpretare fenomeni ambientali più complessi di inquinamento o interazione antropica. Più nello specifico il corso si propone anche di approfondire o sviluppare quegli argomenti di tipo chimico e/o biologico che sono alla base dei processi tecnologici propri dell'ingegneria per la mitigazione degli impatti, la tutela ambientale, la gestione delle risorse naturali.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

The course has as general objective to supply an interdisciplinar overview of chemical, physico-chemical, biological and ecological aspects for the description of environmental domains, whose knowledge is essential to understand and explain complex environmental phenomena. In detail, the course has the aim to develop and analyze the chemical and/or biological topics that are at the bottom of technological processes that are peculiar of engineering for the reduction of impacts, the environmental protection and the management of natural resources.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Lo studente deve acquisire la capacità di lettura autonoma e interpretazione di misure e dati ambientali e gli strumenti di base propedeutici per un'ottimale fruizione di successivi corsi del curriculum di studio. Deve inoltre saper applicare le conoscenze acquisite per la comprensione e valutazione dei fenomeni e delle criticità derivanti dall'interazione tra attività antropiche e matrici ambientali.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

The student should develop independence and interpretation of environmental measures and data and basic instruments that are preparatory for an optimal use of subsequent courses. The student should also be able to implement the acquired knowledge to understand and assess phenomena and critical aspects deriving from the interaction between anthropic activity and environmental spheres.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Il corso richiede conoscenze di base di chimica generale con particolare riferimento alla nomenclatura chimica (inorganica ed organica), agli equilibri in fase acquosa ed alle reazioni di ossido-riduzione.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

The course requires basic knowledge of Chemistry, with particular reference to nomenclature, aqueous phase equilibria and oxidation/reduction processes.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Modulo di Chimica Ambientale (6 CFU) Concetti generali: il campo di indagine della Chimica Ambientale, i comparti ambientali e l’inquinamento. La distribuzione degli elementi e la circolazione della materia tra i comparti ambientali. Il destino dei contaminanti nell’ambiente: distribuzione, mobilità e reattività nei comparti ambientali. Reattività chimica, biodegradabilità, solubilità in acqua, ripartizione. Volatilità, adsorbimento. Idrosfera: caratteristiche delle acque naturali. Contenuto di solidi, gas disciolti, ossigeno disciolto come indicatore di qualità ambientale, capacità auto depurativa di un corpo idrico, inquinamento termico. BOD, COD, ThOD, ORP, pH. Sistema CO2/acido carbonico/carbonati. Carbonio inorganico, alcalinità, durezza, CE, TOC, specie inorganiche (metalli, cloruri, speciazione di zolfo, azoto e fosforo). Reazioni di ossidoriduzione, Ecological redox sequence. Comportamento dei metalli in fase acquosa. L’inquinamento dell’idrosfera: contaminanti inorganici, metalli, sostanze acide, alcaline e saline, agenti ossidanti/riducenti, contaminanti organici, radionuclidi, microplastiche. Geosfera: concetti generali. Il terreno: caratteristiche fisiche, idrogeologiche, mineralogiche, chimiche. I fenomeni di ritardo: interazioni all’interfaccia suolo/acqua che coinvolgono contaminanti organici e inorganici. Adsorbimento e absorbimento. Interazioni all’interfaccia suolo/acqua/aria che coinvolgono contaminanti organici e inorganici. Atmosfera: concetti generali, caratteristiche fisiche (temperatura, pressione, densità), profilo della temperatura e composizione in funzione della quota, caratteristiche dimensionali, ottiche, chimiche. Speciazione chimica dell’ossigeno. Inquinamento dell’atmosfera: concetti generali. Effetto di scala, inquinanti primari e secondari. Reazioni di combustione. Materiale particolato, gas inorganici, NOx, SOx, contaminanti organici. Ciclo fotochimico degli NOx, smog fotochimico, diminuzione dell’ozono, reazioni acido/base e piogge acide, gas serra e riscaldamento globale, inquinamento indoor.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Environmental Chemistry module (6 CFU) General concepts: Environmental Chemistry domain, environmental spheres and pollution. Elements distribution and mass circulation among environmental spheres. Pollutants’ fate in the environment: distribution, mobility, chemical reactivity, biodegradability, aqueous solubility, partitioning, volatility, sorption. Hydropshere: characteristics of natural water. Solids, dissolved gases, dissolved oxygen as environmental quality indicator, self-reclamation capacity of a water body, thermal pollution. BOD, COD, ThOD, ORP, ph. CO2/carbonic acid/carbonates system. Inorganic carbon, alkalinity, hardness, electric conductivity, TOC, inorganic species (metals, chlorides, sulfur, nitrogen, phosphorous). Oxidation/reduction reactions, ecological redox sequence. Behavior of metals in aqueous phase. Hydrosphere’s pollution: inorganic contaminants, metals, acid/alkaline/saline substances, radionuclides, microplastics. Geosphere: general concepts. Physic, hydrogeologic, mineralogic, chemical characteristics of the soil. Delay phenomena: soil/water interface interactions involving organic and inorganic contaminants. Soil/water/air interface interactions involving organic and inorganic contaminants. Atmosphere: general concepts, physic caracteristics (temperature, pressure, density trends), temperature and composition variations with height, dimensional/optic/chemical features. Oxygen speciation. Atmosphere’s pollution: general concepts. Scale effect, primary and secondary pollutants. Combustion reactions. Particulate matter, inorganic gases, NOx, SOx, organic contaminants. Photochemical cycle of NOx, photochemical smog, ozone depletion, acid/base reactions and acid rains, greenhouse gases and global warming, indoor pollution.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Modulo di Chimica Ambientale: non sono previste esercitazioni di laboratorio. Saranno eseguite numerose verifiche di calcolo dei concetti trattati. Alla fine del semestre sarà organizzata una attività didattica in campo (durata 1-2 giorni). Gli studenti saranno impegnati in attività di campo e nella elaborazione dei dati acquisiti unendo le competenze acquisite nei corsi Chimica Ambientale, Ecologia Applicata e Topografia.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Environmental Chemistry: no laboratory activities are foreseen. Many exercises will be developed during the course. Before the end of the course a field activity will be organized (1-2 days). Students will be committed in field activities and data analysis, combining the knowledge acquired in the courses Environmental Chemistry, Applied Ecology and Topography.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Materiale didattico: slide e dispense saranno messe a disposizione degli studenti iscritti all’insegnamento sul portale della didattica (le slide in anticipo rispetto alle lezioni; le dispense in due parti, a metà ed a fine corso). Testi di riferimento: - S. E. Mahan (2013) Fundamentals of Environmental and toxicological chemistry, Fourth edition, CRC Press, ISBN 978-1-4665-5316-3 - E. R. Weiner (2008) Applications of Environmental aquatic chemistry, Second edition, CRC Press, ISBN 0-8493-9066-4

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Slides and Handouts will be provided to the students on the course’s page on www.polito.it Environmental Chemistry (slides before classes; handouts divided in two parts, at mid- and end-course): - S. E. Mahan (2013) Fundamentals of Environmental and toxicological chemistry, Fourth edition, CRC Press, ISBN 978-1-4665-5316-3 - E. R. Weiner (2008) Applications of Environmental aquatic chemistry, Second edition, CRC Press, ISBN 0-8493-9066-4

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Exam: Written test; Optional oral exam;

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

L'accertamento delle conoscenze avverrà attraverso una delle seguenti modalità alternative: - 2 prove scritte in itinere (relative alla prima metà ed alla seconda metà del programma, della durata di 2.5 ore ciascuna) + un esame orale opzionale - 1 prova scritta in data di appello (relativa a tutto il programma, della durata di 2 ore) + un esame orale opzionale. le prove scritte saranno costituite da domande aperte ed esercizi di difficoltà variabile e punteggio indicato sul testo di esame. Non sarà consentito l'uso del materiale didattico durante le prove. La valutazione finale terrà conto delle prove scritte e dell'orale. Il voto finale sarà la media (non rigorosamente matematica) dei diversi accertamenti.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.

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Exam: Written test; Optional oral exam;

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

the exam will happen according to one of the two alternatives: - 2 written tests during the semester (one for first half of the course, one for the second half; duration 2.5 hours each) + an optional oral exam - 1 written test in the official exam date (on all course programme; duration 2 hours) + an optional oral exam The written tests will be made of open questions and exercises of variable difficulty (marks will be specified on the test). Slides and handouts will not be allowed during the tests. The evaluation will consider the average mark of all the tests (written + oral if chosen).

In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Modalità di esame: Prova orale facoltativa; Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti;

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

L'accertamento delle conoscenze avverrà attraverso la seguente modalità: 1 prova scritta in data di appello (relativa a tutto il programma, della durata di 2 ore) + un esame orale opzionale (2-3 domande). la prova scritta sarà costituita da domande aperte ed esercizi di difficoltà variabile e punteggio indicato sul testo di esame. Non sarà consentito l'uso del materiale didattico durante le prove. La valutazione finale terrà conto della prova scritta e dell'orale (opzionale). La prova orale è opzionale, pertanto il voto massimo conseguibile nella prova scritta è 30/30. La prova orale consente di aumentare (o diminuire) la votazione della prova scritta di non oltre 3 punti.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Exam: Optional oral exam; Paper-based written test with video surveillance of the teaching staff;

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

the exam will happen according to: 1 written test in the official exam date (on all course programme; duration 2 hours) + an optional oral exam (2-3 questions) The written test will be made of open questions and exercises of variable difficulty (marks will be specified on the test). Slides and handouts will not be allowed during the tests. The oral exam is optional, thus the maximum mark of the written exam is 30/30. The oral exams allows to improve (or decrease) the mark of the written exam of not more than 3 points.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Prova scritta su carta con videosorveglianza dei docenti;

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

L'accertamento delle conoscenze avverrà attraverso la seguente modalità: 1 prova scritta in data di appello (relativa a tutto il programma, della durata di 2 ore) + un esame orale opzionale (2-3 domande). la prova scritta sarà costituita da domande aperte ed esercizi di difficoltà variabile e punteggio indicato sul testo di esame. Non sarà consentito l'uso del materiale didattico durante le prove. La valutazione finale terrà conto della prova scritta e dell'orale (opzionale). La prova orale è opzionale, pertanto il voto massimo conseguibile nella prova scritta è 30/30. La prova orale consente di aumentare (o diminuire) la votazione della prova scritta di non oltre 3 punti.

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

Exam: Written test; Optional oral exam; Paper-based written test with video surveillance of the teaching staff;

Chimica ambientale/Ecologia applicata all'ingegneria (Chimica ambientale)

the exam will happen according to: 1 written test in the official exam date (on all course programme; duration 2 hours) + an optional oral exam (2-3 questions) The written test will be made of open questions and exercises of variable difficulty (marks will be specified on the test). Slides and handouts will not be allowed during the tests. The oral exam is optional, thus the maximum mark of the written exam is 30/30. The oral exams allows to improve (or decrease) the mark of the written exam of not more than 3 points.

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