B5893 - CHIMICA DELL'AMBIENTE E DEI CAMBIAMENTI CLIMATICI

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede il concetto di 'livelli di background' di specie chimiche naturali; sa riconoscere le alterazioni composizionali rilevabili nei vari comparti ambientali a seguito di immissione di sostanze xenobiotiche o di sostanze naturalmente già presenti il cui livello di concentrazione risulta alterato da attività antropiche; comprende il concetto di 'ciclo biogeochimico' che, tenendo conto delle proprietà chimico-fisiche e della reattività di varie classi di sostanza, ne determina il destino ambientale.

Contenuti

Struttura dell'atmosfera (variazione verticale delle proprietà intensive: T, P, densità, RH%) - Composizione atmosferica di dettaglio (dalle percentuali in volume alle ppt), sua evoluzione planetaria ed attuali cambiamenti composizionali - Relazione concentrazione/reattività - unità di misura delle conc. atmosferiche, condizioni di riferimento stato gassoso atmosferico -  sorgenti naturali ed antropogeniche - atmosfera come sistema eterogeneo e sua transitorietà (ruolo dell'acqua e del particolato) - Moti atmosferici: scale spazio-temporali dei processi atmosferici, sinergia trasporto/reattività nelle variazioni di concentrazione specie atmosferiche , bilanci di massa e probabilità massima distanza trasporto - Tempo di residenza atmosferico: conciliare concentrazioni, reattività chimica, e trasporto - Inquinanti atmosferici e loro sorgenti  - inquinanti primari e secondari - Focus su: SO2, NOx, O3 (troposferico e stratosferico (ozone hole e ozone depletion), H2, CO, CO2, CH4, Composti organici volatili, alogenoderivati - Reattività ossidativa atmosferica: le capacità ossidanti dell'atmosfera e loro connessioni con le specie secondarie - relazione tra chimismo atmosferico, qualità dell'aria e cambiamenti climatici in atto - Particolato atmosferico (aerosol):  distribuzione dimensionale e composizione (macro e micro componenti) - Particolato grossolano, fine ed ultrafine - Metriche standard del particolato: PM10, PM2.5, PM1 - sorgenti di particolato primario e secondario - aerosol abiotico, biogenico e biologico (bioaerosol) - tempo di residenza atmosferico e destino ambientale del particolato - deposizione secca e umida - Igroscopicità del particolato: nubi, nebbia ed idrometeore (ruolo del PM nel ciclo idrologico)- pH particolato, pioggia naturale e contaminata, piogge acide -  Morfologia del particolato - particelle externally and internally mixed - metodi di caratterizzazione fisica e chimica del PM - metodi di source apportionment (chemiometria applicata all'inquinamento atmosferico) -  specie atmosferiche climaticamente attive: meccanismi di interazione radiativa di gas e particelle atmosferici  - Bilancio radiativo terrestre - Effetto serra e global warming - inquinanti che sono anche gas serra -  controllo chimico (reattività atmosferica) sull'effetto serra

Testi/Bibliografia

I primi tre testi sono obbligatori come i quattro file di slides nello studio per l'esame. I due libri sono utili per consultazione e chiarimenti

R.G. Prinn, 4.01 - Ozone, Hydroxyl Radical, and Oxidative Capacity,
Editor(s): Heinrich D. Holland, Karl K. Turekian, Treatise on Geochemistry, Pergamon, 2003, Pages 1-19, ISBN 9780080437514,
https://doi.org/10.1016/B0-08-043751-6/04140-2

Frank Raes, Rita Van Dingenen, Elisabetta Vignati, Julian Wilson, Jean-Philippe Putaud, John H. Seinfeld, Peter Adams,
Formation and cycling of aerosols in the global troposphere,
Atmospheric Environment, Volume 34, Issue 25, 2000, Pages 4215-4240, ISSN 1352-2310, https://doi.org/10.1016/S1352-2310(00)00239-9.

von Schneidemesser, E.; Monks, P. S.; Allan, J. D.; Bruhwiler, L.; Forster, P.; Fowler, D.; Lauer, A.; Morgan, W. T.; Paasonen, P.; Righi, M.et al.Chemistry and the Linkages between Air Quality and Climate Change. Chem. Rev. 2015, 115 (10), 3856– 3897, DOI: 10.1021/acs.chemrev.5b00089

The Atmospheric Chemist’s Companion: Numerical Data for Use in the Atmospheric Sciences, by Peter Warneck, Jonathan Williams, 2012. Dordrecht: Springer Netherlands. OCLC: 819592161. ISBN: 978-94-007-2274-3, 978-94-007-9377-4, 978-94-007-2275-0.

Seinfeld, J.H. and Pandis, S.N. (2016) Atmospheric Chemistry and Physics From Air Pollution to Climate Change (3rd Edition). John Wiley & Sons, Hoboken.

 

Metodi didattici

Lezioni frontali supportate da slides in 4 sezioni riguardanti

1) struttura e composizione dell'atmosfera - dinamiche fisiche , chimiche e chimico fisiche della stessa - le sorgenti di componenti chimici atmosferici

2) Reattività atmosferica - capacità ossidanti dell'atmosfera 

3) Particolato atmosferico : formazione, composizione, distribuzione dimensionale - morfologia- ruolo nel ciclo idrologico attraverso le sue proprietà chimico fisico - problemi ambientali e sanitari - bioaerosol

4) Cambiamenti climatici - Effetto serra e surriscaldamento globale 

Le slides sono frutto sia dell'attività di ricerca ed esperienza diretta della docente che si occupa da sempre di ricerca chimica ambientale ed in particolare di atmosfera (inquinamento e cambiamenti climatici) e di radioattività ambientale. Per tale ragione le conoscenze fornite sono estremamente aggiornate ed accurate dal punto di vista ei contenuti e della transdisciplinarietà, come verificabile dalla produzione scientifica

Si consiglia vivamente di prendere appunti scritti durante le lezioni da utilizzare in fase di studio

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica consiste in un esame orale suddiviso in tre domande/argomenti riguardanti l'intero programma.

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.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna e presentazioni PowerPoint

Materiale didattico: slides (4 files) e pdf contenenti materiale di base a supporto delle slides. Tutti i file sono pubblicati su Insegnamenti virtuale.unibo.it. Consultare regolarmente gli spazi delle lezioni, gli annunci e la mail.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Laura Tositti