Insegnamento BIOGEOCHIMICA
| Nome del corso | Scienze chimiche |
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| Codice insegnamento | A000221 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | David Michele Cappelletti |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2019 |
| Erogato | Erogato nel 2020/21 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | CHIM/07 |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Evoluzione chimica della Terra e cicli biogeochiimici; Struttura e composizione dell’atmosfera; Acqua e ciclo idrologico; Chimica degli Oceani; Chimica del Suolo; Effetti isotopici; i cicli biogeochimici - concetti, terminologia ed approccio modellistico; Il ciclo biogeochimico dell’azoto; Il ciclo biogeochimico carbonio; Il ciclo biogeochimico di zolfo e fosforo; Il ciclo biogeochimico dei metalli e sostanze in tracce tracce; Accoppiamento dei cicli biogeochimici; Modifiche antropiche del sistema Terra |
| Testi di riferimento | (1) W.H.SCHLESINGER, E.S.B ERNHARDT, BIOGEOCHEMISTRY An Analysis of Global Change (third edition) 2013 Elsevier Inc; (2) Jacobson, Charlson, Rodhe, Orians - Earth System Science |
| Obiettivi formativi | L’insegnamento ha l’obiettivo di fornire una visione ampia e generale dei processi alla base dei cicli biogeochimici che condizionano la stato del nostro pianeta. Questi comprendono processi naturali e perturbazioni dovute alle attività antropiche. Un particolare riferimento sarà sempre fatto alle questioni ambientali globali quali il clima e la salute degli ecosistemi. Le principali conoscenze acquisite saranno la conoscenza della struttura chimica dei principali comparti ambientali (atmosfera, litosfera, biosfera, idrosfera) e dei flussi di elementi ed energia tra di essi. Al termine del corso lo studente deve saper discutere le maggiori questioni ambientali da un punto di vista chimico |
| Prerequisiti | Al fine di comprendere i concetti del corso è necessario aver acquisito i fondamenti di Chimica generale, Chimica Fisica e Chimica Organica; |
| Metodi didattici | Lezioni frontali; il corso è organizzato in una serie di lezioni in aula essenzialmente monotematiche sugli argomenti descritti nel programma |
| Altre informazioni | nessuna |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L'esame prevede una prova orale che consiste in una discussione della durata di circa 30 minuti finalizzati ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione dello studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma |
| Programma esteso | La chimica ambientale: Introduzione al corso, storia e sviluppi recenti. Il sistema Terra. Approcci deterministici ed olistici. Cicli biogeochimici: teoria e modelli. Struttura fisica e chimica dell'atmosfera. Pressione. Temperatura ed energia. Composizione chimica. Equazione idrostatica. Struttura termica. Dry Adiabatic Lapse Rate. Radiosondaggi. PBL. Evoluzione chimica della Terra; formazione degli oceani; formazione dell'atmosfera e dell'ossigeno molecolare; origine chimica della vita; metanogenesi; evidenze chimiche della fotosintesi corofilliana; Bilancio energetico dell'atmosfera. Effetto serra Riscaldamento globale ed effetti e feedback sulla chimica dell'ambiente. Chimica della stratosfera, assorbimento della radiazione elettromagnetica; fotochimica di azoto ed ossigeno molecolari; fotochimica dell'acqua; formazione dell'ozono stratosfericio e meccanismo di Chapman; buco dell'ozono, meccanismi e catalizzatori delle reazioni di scomparsa dell'ozono; clorofluocarburi Chimica della troposfera; ossidi di azoto; produzione di ozono trosposferico; smog fotochimico; piogge acide Aerosol atmosferico; distribuzione dimensionale; meccanismi di formazione, trasformazione e scomparsa; composizione chimica dell'aerosol atmosferico; effetti sul clima e sulla salute; metodi di misura Isotopi e loro effetti nei processi naturali; note storiche; abbondanza isotopica; l'effetto isotopico (termodinamoco e cinetico); fattore di frazionamento; notazione delta; scala di temperaura geochimica; paleo-scala di temperatura dei carbonati; frazionamento isotopico ed efetti sulle precipitazioni; linea dell'acqua meteorica; carote di ghiaccio; effetti isotopici nei composti del carbonio; Chimica della litosfera; struttura e tessitura del suolo; processi chimici di rock weathering; biodisponibilità di sostanze nel suolo; solubilizzazione congruente ed incongruente; effetto del pH; materia organica nel suolo; minerali del fosforo; influenza antropica; Chimica della Biosfera; clorofilla e fotosintesi clorofilliana; traspirazione ed efficienza nell'uso dell'acqua; nutrienti; produzione netta primaria (NPP); fotosintesi C3 e C4; assimilazione di azoto; fissazione di azoto; meccanismi di decadimento; Il ciclo idrologico - Chimica degli oceani; circolazione oceanica (termoclina termoalina); El Nino Southern Oscillation; composizione chimica dell'acqua di mare; produzione primaria degli oceani; ossigeno disciolto; sedimenti; clatrati; carbonati biogenici; pompa biologica e ciclo dei nutrienti; flussi globali di azoto e fosforo; DMS; Dai modelli cinetici semplici ai cicli biogeochimici; tempo di vita e tempo di residenza; i comparti della geosfera; modelli a singolo box e multi box; flussi e bilancio di massa; modelli a puff; Ciclo globale dell'azoto; stati di osidazione e principali composti dell'azoto; processi microbici; fertilizzazione ed effetti antropici; Cicli globali di zolfo e fosforo; Ciclo globale del carbonio;riserve e flussi di carbonio; effetto Suess; carbonio in atmosfera; esperimento di David Keeling; il ruolo degli oceani; il ciclo lento: idrosfera-litosfera; il ciclo veloce: atmosfera biosfera; |