81758 - ATMOSPHERIC CHEMISTRY

Conoscenze e abilità da conseguire

At the end of the course, students will get an appropriate understanding of the chemical and physico-chemical processes occurring in the atmosphere, with special focus on problems related to ozone layer, greenhouse effect and tropospheric pollution both in the gaseous and in the heterogeneous phases (aerosol). In particular, students will gain the basic knowledge necessary to set up experimental design in the various compositional atmospheric problems (monitoring, trend and time series analysis, processes related to aerosol, outdoor and indoor environments); will possess the mathematical and informatic tools used in investigation methods; will get chemical and physical concepts needed to carry out qualitative and quantitative evaluations of the impact of processes induced by anthropic activity on the atmosphere by means of receptor-models and source-apportionment techniques.

Contenuti

ll corso fornisce una informazione dettagliata relativa alla composizione atmosferica con enfasi sulle specie chimiche in traccia che giocano un ruolo chiave su problemi attuali quali l'inquinamento atmosferico ed i cambiamenti climatici. Il corso è articolato in due moduli.

Modulo 1: Oltre all'importanza delle specie chimiche in traccia, verrà illustrata l'evoluzione della composizione atmosferica a scala spazio-temporale piccole, medie e grandi sulla base dei metodi sperimentali disponibili (problemi di rivelabilità e tecniche di misura). Verranno confrontate in dettaglio le componenti atmosferiche in condizioni naturali ed influenzate dall'inquinamento.

Verrà introdotto il concetto di inquinante primario e secondario e di tempo di residenza atmosferico delle specie chimiche in relazione ai processi ed alle scale temporali del trasporto in atmosfera e al conseguente impatto su ambiente, salute e clima.

Verranno introdotti sia la fotochimica atmosferica che altri processi chimici al fine di spiegare smog classico e smog fotochimico, la chimica dello smog stratosferico (deplezione di ozono e buco dell'ozono), la chimica ossidativa della troposfera, sorgenti e pozzi di gas serra ed altre forzanti radiative.

Una sezione specifica del corso è dedicata alla chimica ed alle proprietà chimico-fisiche dell'aerosol atmosferico, comprese sorgenti e pozzi, classificazione dimensionale, morfologica e composizionale, metrica dell'aerosol, metodi di misura e campionamento ruolo dell'aerosol nella qualità dell'aria e nel clima.

Modulo 2 : Il modulo 2 introduce ai modelli a recettore e alle tecniche di source apportionment complementari ai modelli di dispersione oggetto specifico di altri corsi. Verranno illustrate le principali caratteristiche di questi modelli, le ipotesi ed i requisiti da soddisfare, le considerazioni e le analisi da condurre prima dello studio modellistico vero e proprio. A seguire, verranno illustrate le diverse tipologie di modelli a recettore, focalizzandosi su alcuni modelli specifici con esempi specifici anche pratici. Da ultimo verranno introdotti i modelli ibridi che aggiungono anche conoscenze dinamiche sul vento e/o le retro-traiettorie per corroborare i risultati dei modelli a recettore. Il corso comprende la soluzione di case studies e problemi.

Testi/Bibliografia

Slides ed appunti del corso di A. Zappi (Modulo 1) e E. Brattich (Modulo 2).

Jeremy Colls, Abhishek Tiwary: Air Pollution: Measurement, Modelling and Mitigation, Third Edition, 2009, CRC Press.

John H. Seinfeld, Spyros N. Pandis : Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change, 2nd Edition, John Wiley & Sons, Dec 18, 2012.

Mircea, M., Calori, G., Pirovano, G. and Belis, C., European guide on air pollution source apportionment for particulate matter with source oriented models and their combined use with receptor models, EUR 30082 EN, Publications Office of the European Union, Luxembourg, 2020, ISBN 978-92-76-10698-2, doi:10.2760/470628, JRC119067.

 

Metodi didattici

Il contenuto teorico del corso verrà illustrato con lezioni frontali con la proiezione di slides PowerPoint e col supporto della lavagna. Supporto nello studio verrà dato mediante testi, pubblicazioni recenti e report per controllo e consolidamento dei contenuti spiegati a lezione

Il corso include anche esempi da esperienza diretta in campo ed esercitazioni per la parte di modellistica a recettore del Modulo 2 (E. Brattich)

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica della preparazione dello studente viene effettuata tramite un esame orale sull'intero programma del corso. Due domande copriranno gli argomenti del Modulo 1 e una domanda verterà sugli argomenti del Modulo 2. Le tre domande peseranno ugualmente al voto finale. Lo studente ha l'opportunità di scegliere un argomento a piacere dal Modulo 1 per iniziare l'esame. L'esame orale durerà circa 30/40 minuti. 

 

Gradazione del voto finale:

Preparazione su un numero molto limitato di argomenti affrontati nel corso e capacità di analisi che emerge solo con l’aiuto del docente, espressione in linguaggio complessivamente corretto → 18-19;
Preparazione su un numero limitato di argomenti affrontati nel corso e capacità di analisi autonoma solo su questioni puramente esecutive, espressione in linguaggio corretto → 20-24;
Preparazione su un numero ampio di argomenti affrontati nel corso, capacità di compiere scelte autonome di analisi critica, padronanza della terminologia specifica → 25-29;
Preparazione completa sugli argomenti affrontati nel corso, capacità di compiere scelte autonome di analisi critica e di collegamento, piena padronanza della terminologia specifica e capacità di argomentazione → 30-30L

Strumenti a supporto della didattica

I seguenti materiali verranno resi disponibili agli studenti:

- Appunti delle lezioni (in formato pdf)

- Articoli scientifici e riferimenti utili ad integrare il materiale illustrato in classe

- Datasets e software specifici per le esercitazioni e risoluzione di problemi di source apportionment

 

Studenti/sse con DSA o disabilità temporanee o permanenti: si raccomanda di contattare per tempo l’ufficio di Ateneo responsabile (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it): sarà sua cura proporre agli/lle studenti/sse interessati/e eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con un anticipo di 15 giorni, all’approvazione del/della docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell'insegnamento.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Erika Brattich

Consulta il sito web di Alessandro Zappi