LABORATORIO DI CHIMICA TOSSICOLOGICA AMBIENTALE E TRATTAMENTO E SMALTIMENTO DI REFLUI INDUSTRIALI

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1 LABORATORIO DI CHIMICA TOSSICOLOGICA AMBIENTALE E TRATTAMENTO E SMALTIMENTO DI REFLUI INDUSTRIALI 12 CFU 1 e 2 Semestre Prof.ssa Milena Rizzo A.A

2 Obiettivi Il corso fornisce gli strumenti teorici e pratici per lo svolgimento di analisi qualitative e di riconoscimento di elementi e composti tossici di natura inorganica, metallorganica ed organica. Lo studente acquisisce in laboratorio le capacità necessarie alla esecuzione di analisi manuali e strumentali. Prerequisiti Conoscenza della Chimica Generale ed Inorganica, Chimica Organica, Chimica Tossicologica.

3 Metodologia didattica L insegnamento si articola in lezioni, seminari ed esercitazioni di laboratorio a posto singolo e di gruppo. Verranno effettuate prove in itinere PIT, sotto forma di quesiti a tema breve o tests a risposta multipla. Esame L esame consiste in un elaborato scritto tendente ad accertare la conoscenza degli argomenti proposti e la capacità di correlazione tra i concetti acquisiti, nonché la abilità di rappresentare i fenomeni e le reazioni chimiche oggetto dell analisi tossicologica.

4 CONTENUTI Premesse: Natura chimica delle sostanze tossiche di natura metallica, metallorganica ed organica. Metabolismo degli xenobiotici. Interazioni tra fasi. Generalità sulle operazioni di laboratorio. Apparecchiature. Reattivi analitici. Norme elementari di sicurezza. Tecniche di base dell analisi semimicro. Tecniche di separazione di miscele omogenee ed eterogenee.

5 MODULO PRIMO Inquinamento e trattamento delle ACQUE Natura e classi degli inquinanti organici, inorganici e metallorganici. Approfondimenti su: metalli pesanti, solventi, fitofarmaci, bifenili clorurati e radionuclidi. Trattamento delle acque per uso potabile, domestico, industriale Inquinanti inorganici gassosi nell ARIA Produzione e controllo del monossido di carbonio. Il ciclo dello zolfo. Approfondimenti su: solfuri, ammoniaca; fluoro, cloro e loro composti gassosi; Inquinanti organici nell ATMOSFERA Idrocarburi aromatici. Aldeidi e chetoni. Composti organici: alogenati, solforati, azotati.

6 MODULO SECONDO Natura e fonti dei rifiuti pericolosi Rifiuti pericolosi: nella geosfera, nell idrosfera, nell atmosfera, nella biosfera. Classificazione delle seguenti Sostanze: infiammabili, combustibili, reattive, corrosive, tossiche. Origine, produzione, trasporto e destino dei rifiuti pericolosi. Effetti tossici sull Ambiente e sulla Salute degli esseri viventi. Riduzione, trattamento e smaltimento dei rifiuti pericolosi Metodi fisici. Metodi chimici. Riciclaggio. Reazioni fotolitiche. Trattamento termico. Biodegradazione. Compostaggio. Lisciviato ed emissioni gassose

7 MODULO TERZO Analisi Chimiche Ambientali Campionamento. Analisi di campioni d acqua. Monitoraggio atmosferico: specie ossidanti, idrocarburi, particolato. Ossidi di carbonio, zolfo e azoto. Metodi strumentali di analisi: Metodi classici. Classificazione dei metodi. -Metodi Ottici: Principi teorici e generalità su Fotometria a Fiamma, Spettroscopia UV-Visibile e Spettroscopia di Assorbimento Atomico. -Metodi Cromatografici: Principi teorici, generalità e classificazione. Cromatografia su Strato Sottile (TLC) e colonna (HPLC). Cromatografia a scambio ionico (IEC). -Metodi elettrochimici.

8 Testi Consigliati S.E. Manahan Chimica dell Ambiente Piccin Araneo Chimica analitica qualitativa Casa Editrice Ambrosiana. Bauer-Christian- O'Reilly Analisi Strumentale Piccin Materiale fornito dal docente Metodiche APAT Slide e indicazione di siti web Orario di ricevimento: martedì ore , e giovedì ore , previo appuntamento.

9 12 CFU di cui: 8 CFU di lezioni frontali 3 CFU di laboratorio di gruppo di gruppo 1 CFU di laboratorio individuale 8 CFU= 56 h in aula utilizzate per lezioni frontali, seminari e prove In Itinere dette PIT 14 laboratori della durata di 4 ciascuno 36 ore dedicate al lavoro individuale (9 lab) 20 ore dedicate al lavoro di gruppo (5 lab)

10 LEZIONI primo e secondo SEMESTRE Martedì ore Aula DSF Ed.2 Giovedì ore Aula DSF Ed. 2 LABORATORI primo e secondo SEMESTRE Lunedì ore I turno Giovedì ore II turno da confermare

11 CHIMICA AMBIENTALE Prof.ssa Milena Rizzo A.A

12 Chimica Ambientale Per chimica ambientale si intende lo studio scientifico dei fenomeni chimici e biologici che avvengono nell'ambiente naturale. Essa studia l'interazione delle sostanze chimiche (fonti, funzioni, reazioni, trasporto, effetti e destino) negli ecosistemi (acqua, aria, suolo e organismi viventi). La chimica ambientale utilizza in maniera estensiva tecniche analitiche per determinare la presenza di inquinanti nelle acque, nei suoli e nell'aria, ed è un importante supporto per le agenzie di protezione ambientale.

13 Chimica Ambientale Il campo di applicazione della chimica ambientale può essere molto esteso ed è interdisciplinare (si spazia dalla chimica analitica, alla chimica organica, alla radiochimica, alla chimica del suolo, alla tossicologia chimica, alla statistica alla biochimica alla geologia). Il chimico ambientale ha la necessità del lavoro di gruppo con tutti gli utenti dei dati ambientali: ecologi, biologi, geologi, idrogeologi, tossicologi, ingegneri Solo da un lavoro interdisciplinare può derivare una comprensione completa di un problema ambientale.

14 I cicli Si parte dallo studio delle catene alimentari, dei cicli biogeochimici, fondamentali per quanto riguarda la disponibilità di alcuni elementi per la vita nella biosfera (come acqua, carbonio, ossigeno, azoto, fosforo), ad esempio: il ciclo dell'acqua il ciclo del carbonio il ciclo dell'azoto Questi cicli possono subire dei mutamenti dovuti alle modifiche climatiche naturali o antropiche e all'inquinamento, causando fenomeni (anch'essi oggetto di studio) come: le piogge acide l'amplificazione dell'effetto serra il buco nell'ozono l'eutrofizzazione

15 Ecosistema La chimica ambientale studia anche gli effetti dell'inquinamento nel suolo, nei fiumi e nei laghi, gli effetti delle emissioni in atmosfera dei motori a scoppio, delle attività industriali o degli inceneritori. Quando in un ecosistema si riscontrano elementi di criticità per la salute e la sopravvivenza degli organismi che lo popolano, è estremamente probabile che ci si trovi di fronte all'immissione di sostanze chimiche inquinanti.

16 Ecosistema Il relativo studio di chimica ambientale si articola nelle seguenti fasi Progettare una opportuna strategia di campionamento e raccolta dati. Definire la natura dell'inquinamento (analisi qualitativa). Definire l'estensione (mappatura) e il livello di inquinamento (indagine quantitativa). Risalire all'origine dell'inquinamento: incidente isolato o rilascio continuo da sorgente puntiforme, ecc. Valutare la mobilità ambientale: come una sostanza possa ripartirsi ed essere trasferita a diversi comparti ambientali (atmosfera, acqua, suolo e sedimento, organismi viventi). Valutare quali siano le trasformazioni più significative che la sostanza subisce nell'ambiente (idrolisi, fotolisi, ossidazione, biodegradazione) ed il conseguente tempo di residenza medio nei vari comparti.

17 Obbiettivi della Green Chemestry In un momento storico di veloci cambiamenti ambientali, incertezze economiche, criticità energetica e sviluppo demografico la chimica ambientale ha di fronte a sé numerosi problemi da esaminare. Oltre ai problemi già citati (riscaldamento globale, buco nell'ozono, piogge acide, eutrofizzazione) sarà necessario trovare combustibili meno inquinanti, sostituire prodotti dannosi (come certi solventi industriali), ed elaborare nuovi metodi di smaltimento dei rifiuti e di riciclo. Una chimica che, basandosi sui principi dello sviluppo sostenibile previene e contribuisce a risolvere i problemi ambientali, è stata definita chimica verde.

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