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.

Lo studente deve acquisire la capacità di lettura autonoma ed interpretazione elementare 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.

Il corso richiede conoscenze di base di chimica generale con particolare riferimento alla nomenclatura chimica (inorganica ed organica) e agli equilibri in fase acquosa.

Modulo Chimica Ambientale
Aspetti generali (6h)
Campi d'indagine della chimica ambientale. Equilibrio termodinamico e stato stazionario. Comparti ambientali come sistemi aperti. Distribuzione degli elementi e circolazione tra i comparti. Contaminazione ambientale e inquinamento.
Proprietà chimico-fisiche e mobilità ambientale. Coefficienti di ripartizione. Distribuzione, reattività e destino degli inquinanti nell'ambiente. Richiami di chimica organica Atmosfera (18h)
Generalità: Caratteristiche fisiche dell'atmosfera e composizione dell'aria. Unità di misura di concentrazione di gas e loro interconversioni. Classificazione e composizione della fase dispersa. Principali inquinanti primari.
Meccanismo radicalico delle reazioni di combustione. Inquinanti e microinquinanti della combustione (IPA).
Chimica della troposfera: Aspetti termodinamici e cinetici.Reazioni catalizzate e reazioni fotochimiche. Principi di fotochimica. Regole generali di reattività in troposfera e ruolo del radicale OH. Ossidazione di sostanze organiche in troposfera.
Trasformazioni in troposfere inquinate: Ciclo fotolitico degli ossidi d'azoto. Inquinanti secondari e smog fotochimico.
Effetti ambientali: Precipitazioni acide. Cenni su Gas serra e deplezione dell'ozono stratosferico. CFC. Classificazione dei COV biogenici e antropogenici in funzione dell'impatto ambientale. Standards di qualità dell'aria.
Acque, Suoli, Sedimenti (39h)
Generalità: Proprietà chimico-fisiche dell'acqua. Classificazione e caratteristiche delle acque naturali. Solubilità dei gas in acqua.
Equilibri chimici in fase acquosa applicati alle acque naturali: Equilibri acido-base; rappresentazione grafica grado di dissociazione-pH. Il sistema CO2-H2O-CaCO3. pH di acque naturali. Alcalinità. Idratazione e complessazione dei metalli. Equilibri di precipitazione; curve di solubilità. Equilibri redox; potenziali standard; equazione di Nerst. Influenza del pH sul potenziale; equilibri redox e solubilità; diagrammi pH-potenziale . Diagramma di stabilità termodinamica dell'acqua e diagrammi pH-E di metalli e nutrienti in acque naturali, suoli sedimenti. Speciazione di metalli e nutrienti.
Elementi di biochimica delle acque: Generalità sui batteri. Processi redox mediati da batteri (Respirazione aerobica, Denitrificazione, Fermentazione, etc). Sostanze organiche naturali nelle acque. Domande di ossigeno (ThOD, COD, BOD). Carbonio organico (TOC). Biodegradabilità. Sostanza organica in suoli e sedimenti. Processi di umificazione.
Effetti ambientali: Deossigenazione dei corpi idrici. Eutrofizzazione. Inquinamento dei suoli.
Degradazione di sostanze organiche xenobiotiche; POPs: pesticidi clorurati, PCB, PCDD, PCDF. Standards di qualità per acque e suoli. Espressione dei risultati analitici e loro interpretazione.

Modulo Ecologia Applicata all'Ingegneria
I sistemi ecologici:
Concetto di sistema, valutazioni d'impatto, logiche e contraddizioni dell'impatto zero, produzione e ambiente.
Input e output nei sistemi naturali e loro dinamiche di funzionamento, ecocompatibilità, criteri di accettabilità degli impatti indotti, sviluppo sostenibile, PIL e costi ambientali per sostenerlo.
Cicli biogeochimici, riserve e flussi.
Organismo e ambiente:
Ambiente fisico, clima, ambienti acquatici; adattamento all'ambiente, resistenza ambientale, resistenza ecosistemica, capacità portante del territorio.
Crescita delle popolazioni, competizione intra e interspecifica, diversità ambientale, risorse fondamentali.
Cenni di ecologia del paesaggio, paesaggi frammentati e corridoi ecologici, perdita di habitat, biodiversità e conservazione.
Cambiamenti climatici globali, scenari emissivi e protocollo di Kyoto, bilanci energetico-ambientali.
Suolo, terre, territorio; pedogenesi; caratteristiche fisiche, tessitura, struttura, caratteristiche chimiche e biologiche del suolo; degradazione e perdita di suolo. Cartografia dei suoli.
Filiera produttiva :
Principi di legislazione ambientale europea e internazionale. Mercato verde, sistemi di gestione ambientale, green public procurement, politiche integrate di prodotto, certificazioni di prodotto. Legami territorio-prodotto, economie globali e locali, approccio tradizionale e approccio sistemico.

Per il momento non previste.

Testi di riferimento:
C. Baird, M. Cann, CHIMICA AMBIENTALE, II edizione, 2006, Zanichelli
T.H. Smith, R.L. Smith, Elementi di Ecologia, VI edizione, 2009, Pearson
Testi di consultazione e/o approfondimento:
Boni, Fenomeni di Inquinamento degli ambienti naturali, 2007, Carocci
Restelli, Zanderighi, Chimica dell'atmosfera, 2001, Unicopli
Stanley, Mamahan, Chimica dell'ambiente, 2001, Piccin
Odum, Principi di Ecologia, 1988, Piccin
Materiale aggiuntivo messo a disposizione degli studenti iscritti sul portale della didattica
Dispense su equilibri in fase acquosa (per modulo Chimica Ambientale)

L'accertamento delle conoscenze avverrà attraverso 2 prove scritte relative ai due diversi moduli vincolanti per l'accesso all'esame orale. La valutazione finale terrà conto delle prove scritte e dell'orale. Il voto finale sarà la media (non rigorosamente matematica) dei diversi accertamenti.