Insegnamento BIOGEOCHIMICA

Nome del corso Scienze chimiche
Codice insegnamento A000221
Curriculum Comune a tutti i curricula
Docente responsabile David Michele Cappelletti
Docenti
  • David Michele Cappelletti - Didattica Ufficiale
Ore
  • 42 ore - Didattica Ufficiale - David Michele Cappelletti
CFU 6
Regolamento Coorte 2020
Erogato Erogato nel 2021/22
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 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;