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Fabrizio Passarini

Professore associato

Dipartimento di Chimica Industriale "Toso Montanari"

Settore scientifico disciplinare: CHIM/12 CHIMICA DELL'AMBIENTE E DEI BENI CULTURALI

Direttore CIRI FRAME (FONTI RINNOVABILI, AMBIENTE, MARE ED ENERGIA)

Temi di ricerca

Parole chiave: Inquinamento atmosferico Interazione inquinanti - Beni Culturali Valutazione del Ciclo di Vita MFA Monitoraggio ambientale Gestione dei rifiuti Chemiometria

(Aggiornato al 27 giugno 2017)

La ricerca scientifica verte su temi inerenti l'impatto generato sull'ambiente da fonti di inquinamento di origine antropica.

La ricerca avviata presso il Dipartimento di Chimica Industriale “Toso Montanari” dell'Università di Bologna, si sta svolgendo su varie linee di ricerca, inerenti all'approfondimento delle implicazioni sull'ambiente di tecnologie di produzione e di trasformazione e, più in generale, alla determinazione quantitativa di impatti antropici sull'ambiente. Le linee possono essere così suddivise:

1) Gestione dei Rifiuti e parametri di sostenibilità di processi e prodotti industriali: applicazione della metodologia LCA - Life Cycle Assessment (Valutazione del Ciclo di Vita) a processi di trattamento di Rifiuti Solidi Urbani, allo scopo di individuare i passaggi critici da un punto di vista della sostenibilità ambientale; analisi di fattibilità relativa a processi di riciclo e di riutilizzo volti alla minimizzazione dell'impatto ambientale; applicazione di concetti di ecodesign a prodotti industriali.

2) Valutazione della sostenibilità di processi chimici, da una prospettiva di ciclo di vita.

3) Analisi dei flussi di massa (MFA) applicata ad elementi critici o a materiali, per determinare input, output e riserve in uso e scenari di disponibilità futura.

4) Sistema Integrato di Monitoraggio Ambientale applicato all'impatto ambientale prodotto da processi industriali: descrizione dell'approccio metodologico, definizione delle procedure analitiche e di trattamento chemiometrico dei dati ed applicazione ad alcuni casi studio riguardanti l'impatto ambientale dovuto all'attività di impianti di trattamento di rifiuti solidi urbani.

5) Studio dell'influenza della contaminazione ambientale sul degrado dei Beni Culturali: analisi del danno e studio della correlazione con l'inquinamento atmosferico.

Durante il dottorato (svolto presso l'Università Ca' Foscari di Venezia), la ricerca si è focalizzata sull'analisi di microinquinanti presenti nell'ecosistema della Laguna di Venezia, con un interesse particolare riguardo ai metalli pesanti nei sedimenti, e sugli effetti tossicologici associati a diverse concentrazioni.

La ricerca sulla Gestione Integrata dei Rifiuti (Solidi Urbani e Speciali) rappresenta la linea di maggior rappresentatività. Le attività concernenti questa linea di ricerca consistono nell'analisi di flussi a livello territoriale o nazionale; nel monitoraggio delle diverse categorie merceologiche; nell'analisi chimico-fisica dei rifiuti, volta ad una loro più efficiente valorizzazione; nella ricognizione sulle nuove tecnologie di trattamento e nella valutazione di tecnologie a livello sperimentale. I destinatari della ricerca sono Enti pubblici, per l'elaborazione di piani territoriali per la gestione dei rifiuti, ed imprese private, interessate a conoscere le possibilità di sfruttare determinate merceologie di prodotti di scarto e di individuare il valore aggiunto derivante da una loro valorizzazione. Un interesse particolare è stato orientato al riciclo e recupero di veicoli e pneumatici a fine vita e di RAEE (Rifiuti da apparecchiature elettriche ed elettroniche).

La linea di ricerca sulla Valutazione del Ciclo di Vita (LCA) consiste nell'applicazione a processi (ad esempio, termovalorizzazione dei rifiuti) o a prodotti (ad es., materiali derivanti da processi di riciclaggio) allo scopo di determinare l'impatto ambientale di tecnologie in uso o innovative, rispetto a quelle considerate le migliori attualmente disponibili. Tale approccio viene considerato ormai a livello internazionale come la più complessiva valutazione per poter pianificare un utilizzo sostenibile delle risorse, con cui devono confrontarsi sia le filiere produttive sia le Istituzioni, per le migliori pratiche di gestione.

Questo approccio (LCA) è stato applicato anche alla valutazione della sostenibilità ambientale di processi chimici innovativi, finalizzati ad una produzione più ecocompatibile, in linea con i principi della Green Chemistry, in collaborazione con altri gruppi del Dipartimento di Chimica Industriale e di altre università.

Il Sistema Integrato di Monitoraggio Ambientale è un approccio volto a determinare l'influenza di una fonte puntuale o diffusa di inquinamento su un territorio limitato, attraverso il campionamento e l'analisi di matrici di processo (es., emissioni in atmosfera) e ambientali. Dalla conoscenza approfondita dei bilanci di materia, di energia e dei fattori di emissione (ecobilancio), si passa alla individuazione delle aree più influenzate dalla contaminazione, applicando un modello di dispersione e ricaduta degli inquinanti; si scelgono poi i siti di monitoraggio sulla base della loro significatività (vicinanza o lontananza dalla fonte di contaminazione, maggiore o minore ricaduta) e vi si campionano matrici ambientali (deposizioni, particolato atmosferico, suolo, biomonitors); viene effettuata una scelta di indicatori ambientali che siano facilmente riconducibili al fenomeno studiato, allo scopo di cogliere le differenze di concentrazione nei diversi campioni prelevati. A questo approccio viene anche associata un'Analisi del Rischio per l'ambiente e per la salute umana, per alcuni degli inquinanti monitorati. L'elaborazione dei dati provenienti dal monitoraggio ambientale viene effettuata mediante metodi chemiometrici (analisi delle componenti principali, fattoriale, di similarità, reti neurali), volti a discriminare il contributo delle diverse fonti alla contaminazione complessiva nei diversi siti indagati. In particolare, l'analisi di serie storiche di dati riguardanti macroparametri (solfati, nitrati, cloruri, ioni calcio, magnesio, potassio, sodio, ammonio e pH) e microinquinanti (metalli pesanti) nelle deposizioni atmosferiche su scala territoriale, è indagata sia con metodi chemiometrici, per comprendere i contributi naturali ed antropici che si riscontrano nel sito di campionamento, sia per determinare le eventuali eccedenze rispetto ai Carichi Critici calcolati per aree a differente vocazione (agricole, urbane, forestali, ecc.).

Per quanto riguarda la ricerca associata all'interazione di inquinanti atmosferici con materiali costituenti i Beni Culturali, si ha l'obiettivo di studiare la correlazione tra i processi di degrado di diversi materiali esposti outdoor ed i livelli di inquinamento ambientale. In particolare, viene studiata la corrosione di bronzi all'aperto, i processi di degrado di materiali bronzei esposti a pioggia acida naturale e di sintesi, l'invecchiamento artificiale di materiali (per gocciolamento o immersione alternata - wet&dry); è attivo inoltre lo studio della corrosione atmosferica del Cor-Ten.

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