Nell'ambito degli insegnamenti relativi alla tutela dell'ambiente, il corso di Dinamica degli Inquinanti si propone di valutare l'insieme dei fenomeni che determinano il destino di inquinanti di origine liquida o gassosa immessi in differenti comparti ambientali, per riuscire a prevedere le loro concentrazioni a valle dell’immissione.

L'obiettivo del corso è quello di far comprendere allo studente la natura dei meccanismi fisici, fisico-chimici, e chimici che determinano il destino di un inquinante dopo che questo sia stato emesso da una sorgente, e lungo il suo cammino di movimento nelle matrici ambientali verso possibili bersagli. Particolare attenzione è prestata alla comprensione del fondamento fisico dei modelli numerici che vengono con grande frequenza impiegati nella valutazione del trasporto e trasformazione degli inquinanti, in maniera da potere utilizzare modelli di calcolo numerico con consapevolezza del loro significato fisico.
Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di valutare i fenomeni che determinano il destino di un contaminante nell'ambiente, e di comprendere come ed attraverso quali strumenti descrittivi concettuali e numerici il suo trasporto possa essere quantificato.

Per una reale comprensione e un’applicazione produttiva dei fenomeni e dei modelli relativi al trasporto e trasformazione degli inquinanti, occorre che lo studente possegga informazioni relative a:
- fondamenti di chimica organica ed inorganica
- cinetica chimica
- valutazione di fenomeni di trasporto e di trasporto interfase
- concetto di bilanci e di modellizzazione di comparti ambientali
Occorre poi che la descrizione numerica dei fenomeni si basi su una conoscenza dei fondamenti del calcolo numerico e dell'analisi matematica.

Introduzione: generazione di inquinanti, fattori di emissione, esempi di contaminazione e di distribuzione degli inquinanti.
Flusso e cinetiche di reazione in reattori ideali e non ideali.
Elementi di meccanica dell'atmosfera alla scala locale, dinamica dello strato limite terrestre, forma dei pennacchi. Diffusione e trasporto di inquinanti in atmosfera, modellistica della rappresentazione a differenti scale spaziali e temporali. Acidità atmosferica, formazione di aerosol, fenomeni di ricaduta secca ed umida. Fenomeni chimici di trasformazione in troposfera e in stratosfera. Immissione di gas climalteranti, modelli predittivi su scale temporali estese.
Dinamica degli inquinanti immessi in corpi idrici superficiali: fenomeni fisici, idraulici, chimici e biologici, ossigeno disciolto e modellizzazione di Streeter-Phelps in fiume
Richiami sul movimento di inquinanti nel suolo e nelle acque sotterranee, e valutazione di fenomeni di trasferimento di fase e di trasformazione con diverse cinetiche.

Durante lo svolgimento del corso, le lezioni di tipo teorico saranno accompagnate da esercitazioni di tipo applicativo e numerico. Durante tali esercitazioni, saranno presentati e risolti esempi numerici di applicazione dei modelli di calcolo in precedenza sviluppati da un punto di vista teorico da parte del docente: queste esercitazioni comprendono problemi da risolvere utilizzando il software Matlab, o utilizzando software commerciale di implementazione numerica di fenomeni di trasporto (es. Visual Modflow). Le esercitazioni si svolgeranno in gruppi di due studenti.

Il docente svolgerà le lezioni alla lavagna e mostrando alcune slide semplificative: i contenuti discussi in aula saranno oggetto di esame. Le slide utilizzate a lezione e condivise sul portale non saranno sufficienti per lo studio ma serviranno soltanto da supporto per le lezioni. Non sono previste dispense o altro materiale didattico. Le nozioni e le metodologie di calcolo oggetto del corso, così come loro esempi applicativi, sono anche discusse in molti testi che possono essere utilizzati come supporto e complemento alle lezioni. Tra questi testi:
- Chemical fate and transport in the environment, 2nd Edition, by Hemond H.F. and Fechner-Levy E.J., Academic Press
- Environmental modeling (Fate and transport of pollutants in water, air, and soil), 1996, by Schnoor J.L., Wiley
Trasporto e trasformazione in reattori:
- Water quality engineering: physical/chemical treatment processes, (2013), by Benjamin M.:, Lawler, D., Wiley
- Chemical reaction engineering, 3rd Edition (1999), Levenspiel O., Wiley
Trasporto in atmosfera:
- Atmospheric chemistry and physics, 2nd Edition (2006), by Seinfeld J.H. and Pandis S.N., Wiley
- Applied contaminant transport modeling, 2nd Edition (2002), by Zheng C. and Bennett G.D., Wiley
Trasporto nel sottosuolo:
- Modeling groundwater flow and contaminant transport, (2010), by Bear J. and Cheng A.H.-D., Springer
- Contaminant geochemistry: interactions and transport in the subsurface environment, 2nd Edition (2014), by Berkowitz B., Dror I. and Yaron B., Springer

La verifica finale è condotta mediante una prova d'esame scritto della durata di un’ora e mezza e comprendente domande di tipo teorico a risposta aperta e la risoluzione di semplici calcoli applicativi. Non sarà possibile la consultazione di materiale didattico durante la prova scritta, nè l’utilizzo di calcolatrici o altri strumenti elettronici. A seguito dell’esame scritto valutato sufficiente, sarà possibile effetuare una breve verifica orale. Durante questa verifica, il docente introduce nozioni, problemi, o esempi per verificare la comprensione da parte dello studente dei contenuti del corso, e la capacità di utilizzo degli strumenti di calcolo presentati. Le esercitazioni non saranno valutate con un voto, ma la loro consegna è necessaria per poter effettuare l’esame. Sia l’esame scritto che la discussione orale verteranno anche sulle esercitazioni, che saranno utilizzate come base per una valutazione della comprensione dello studente dei fondamenti teorici alla base della loro risoluzione.