METODOLOGIE FISICHE E CHIMICHE PER L'AMBIENTE

Anno accademico 2017/2018 - 1° anno
Docenti
  • FISICA APPLICATA ALL'AMBIENTE: Francesco Noto
  • PRINCIPI DI CHIMICA E AGROCHIMICA: Cristina Abbate
Crediti: 14
SSD
  • FIS/07 - Fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
  • AGR/13 - Chimica agraria
Organizzazione didattica: 350 ore d'impegno totale, 280 di studio individuale, 70 di lezione frontale
Semestre:

Obiettivi formativi

  • FISICA APPLICATA ALL'AMBIENTE

    Nel corso vengono approfonditi alcuni fenomeni fisici particolarmente rilevanti in campo ambientale. Tra questi: fluidodinamica, termodinamica, inquinamento atmosferico, radioattività e contaminazione ambientale.

  • PRINCIPI DI CHIMICA E AGROCHIMICA

    Dare nozioni di base di chimica necessarie per approfondire le conoscenze riguardanti il sistema suolo-pianta. Tali conoscenze consentiranno al tecnologo in pianificazione del territorio di acquisire criteri di valutazione per la gestione dei suoli e della sua copertura vegetale e la possibile destinazione di aree a rischio o marginali.


Prerequisiti richiesti

  • FISICA APPLICATA ALL'AMBIENTE

    Sono requisiti fondamentali una conoscenza della matematica di base ovvero:

    - Algebra elementare (risoluzioni di equazioni e di disequazioni di I e II grado).

    - Trigonometria (conversione gradi−radianti; funzioni trigonometriche e relazioni di conversione).

  • PRINCIPI DI CHIMICA E AGROCHIMICA

    E’ richiesto il possesso di un’adeguata preparazione iniziale in chimica e biologia.


Frequenza lezioni

  • FISICA APPLICATA ALL'AMBIENTE

    Il corso non è a frequenza obbligatoria, tuttavia si consiglia fortemente la presenza in particolar modo durante lo svolgimento delle esercitazioni.

  • PRINCIPI DI CHIMICA E AGROCHIMICA

    Fortemente consigliata


Contenuti del corso

  • FISICA APPLICATA ALL'AMBIENTE

    Lezioni frontali: - presentazione del metodo sperimentale su cui si fonda la fisica; - derivazione delle leggi che sono alla base di modelli e teorie.

    Esercitazioni frontali: complementi di argomenti trattati durante le lezioni, proposizione e risoluzione di esercizi di particolare interesse, con lo scopo di fare capire allo studente i metodi di impostazione e di risoluzione dei problemi proposti.

  • PRINCIPI DI CHIMICA E AGROCHIMICA

    Le sostanze elementari (ossidi, idrossidi, acidi, sali); equilibri in soluzione; pH; soluzioni tampone; legami chimici; numeri di ossidazione; reazioni di ossido-riduzione; principali gruppi funzionali dei composti organici; gli zuccheri, i grassi, le proteine.

    Definizione di terreno; orizzonti e profilo; porosità; tessitura e caratteristiche delle diverse frazioni granulometriche.

    La matrice litologica; silicati e non silicati; minerali argillosi; i fillosilicati del suolo; sostituzione isomorfa; fillosilicati 1:1; fillosilicati 2:1.

    Lo scambio cationico; il fenomeno e le caratteristiche; capacità di scambio; basi di scambio.

    Gli organismi del suolo; attività microbica e proprietà del suolo; ruolo dei microrganismi nei cicli biogeochimici.

    Gli enzimi del suolo; catalisi enzimatica; localizzazione enzimi; enzimi extracellulari loro funzioni e proprietà.

    La rizosfera; definizione; rizodeposizioni ed essudati radicali; fattori che influenzano il rilascio degli essudati; interazioni pianta microrganismi alla rizosfera.

    Biodegradazione di composti naturali e xenobiotici; microrganismi e risanamento ambientale.

    Ciclo del carbonio; natura ed origine della sostanza organica; frazione attiva e frazione stabilizzata; proprietà della sostanza organica ed effetti nel terreno; processi di mineralizzazione; processi di umificazione; acidi umici, acidi fulvici, umine.

    Ciclo dell’azoto; nitrogenasi, batteri azoto-fissatori; batteri ammonio-ossidanti; batteri nitrito-ossidanti.

    Ciclo del fosforo; batteri PGPR.

    Ciclo dello zolfo; batteri zolfo-ossidanti.

    Metodi di studio della microflora del suolo; metodi microbiologici (isolamento su terreni selettivi, caratterizzazione fenotipica) e molecolari (estrazione del DNA, PCR e sue applicazioni, sequenziamento).

    Cicli energetici: anabolismo e catabolismo; fotosintesi clorofilliana; glicolisi; ciclo di Krebs; fosforilazione ossidativa.

     

    Esercitazioni:

    Titolazione acido base

    Metodi di studio della microflora del suolo.

    Test di germinazione (Lepidium sativum).


Testi di riferimento

  • FISICA APPLICATA ALL'AMBIENTE

    Serway – Principi di Fisica – volume unico - Edises

    Halliday - Resnick - Walker Fondamenti di Fisica - volume unico

  • PRINCIPI DI CHIMICA E AGROCHIMICA

    1. P. Sequi. Fondamenti di chimica del suolo. Pàtron Editore.

    2. P. Violante. Chimica del suolo e della nutrizione delle piante. Edagricole.

    3. M. Bosetto, I. Lozzi. Elementi di biochimica agraria. Aracne.

    4. Dispense distribuite dal docente durante il corso di insegnamento; articoli scientifici da riviste nazionali ed internazionali.


Programmazione del corso

FISICA APPLICATA ALL'AMBIENTE
 *ArgomentiRiferimenti testi
1 unità di misura 
2 vettori 
3 cinematica 
4 dinamica 
5 fluidodinamica 
6 termodinamica 
PRINCIPI DI CHIMICA E AGROCHIMICA
 *ArgomentiRiferimenti testi
1 Introduzione al corso. Esempi di ricerca applicata nel campo della chimica agraria.Slides 
2*Le sostanze elementari (ossidi, idrossidi, acidi, sali).Testo di Chimica generale 
3*Equilibri in soluzioneTesto di Chimica generale 
4*pH; Soluzioni tampone.Testo di Chimica generale 
5*Legami chimiciTesto di Chimica generale 
6*Numeri di ossidazioneTesto di Chimica generale 
7*Reazioni di ossido-riduzioneTesto di Chimica generale 
8 Principali gruppi funzionali dei composti organici: zuccheri, grassi, proteine.Testo 3: cap 2-3-6-12 
9 Definizione di terreno: orizzonti e profilo; porosità; tessitura e caratteristiche delle diverse frazioni granulometriche.Testo 1: cap 11 
10*La matrice litologica: silicati e non silicati; minerali argillosi; i fillosilicati del suolo; sostituzione isomorfa; fillosilicati 1:1; fillosilicati 2:1.Testo 1: cap 1 
11 Lo scambio cationico; il fenomeno e le caratteristiche; capacità di scambio; basi di scambio.Testo 1: cap 3 
12 Gli organismi del suolo: attività microbica e proprietà del suolo; ruolo dei microrganismi nei cicli biogeochimici.Testo 1: cap 5 
13 La rizosfera: definizione; rizodeposizione ed essudati radicali; fattori che influenzano il rilascio degli essudati; interazioni pianta microrganismi alla rizosfera.Testo 1: cap 6 
14*Gli enzimi del suolo: catalisi enzimatica; localizzazione enzimi; enzimi extracellulari loro funzioni e proprietà.Testo 1: cap 5 
15 Biodegradazione di composti naturali e xenobiotici; microrganismi e risanamento ambientale.Slides 
16 Ciclo del carbonio: natura ed origine della sostanza organica; frazione attiva e frazione stabilizzata; proprietà della sostanza organica ed effetti nel terreno; processi di mineralizzazione; processi di umificazione; acidi umici, acidi fulvici, umine.Testo 1: cap 7 
17*Ciclo dell’azoto: nitrogenasi, batteri azoto-fissatori; batteri ammonio-ossidanti; batteri nitrito-ossidanti.Testo 1: cap 12 
18 Ciclo del fosforo: batteri PGPR.Testo 1: cap 12 
19 Ciclo dello zolfo: batteri zolfo-ossidanti.Testo 1: cap 12 
20*Metodi di studio della microflora del suolo; metodi microbiologici (isolamento su terreni selettivi, caratterizzazione fenotipica) e molecolari (estrazione del DNA, PCR e sue applicazioni, sequenziamento).Slides 
21 Cicli energetici: anabolismo e catabolismo. Testo 3: cap 11 
22 Fotosintesi clorofilliana: fase oscura e fase luminosa.Testo 3: cap 11 
23*Glicolisi; Ciclo di Krebs; Fosforilazione ossidativa.Testo 3: cap 7-8-9 
24 Esercitazione: Titolazione acido base. 
25 Esercitazione: Metodi di studio della microflora del suolo. 
26 Esercitazione: Test di germinazione (Lepidium sativum). 
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

  • FISICA APPLICATA ALL'AMBIENTE

    L’esame consiste nel superamento di una prova scritta che prevede: a) la risoluzione di alcuni problemi tipici di meccanica del punto materiale e dei sistemi di punti materiali, e di termodinamica; b) l’enunciazione e/o la dimostrazione di uno o più quesiti. L’esame è da ritenersi superato positivamente se e solo se la votazione riportata nella risoluzione dei problemi è sufficiente. La risposta esatta ai quesiti incrementa il voto finale d’esame, ma non vale ai fini del positivo superamento della prova d’esame.

    Durante il semestre di lezione verranno svolte due prove in itinere per la valutazione dell'apprendimento.

  • PRINCIPI DI CHIMICA E AGROCHIMICA

    Orale


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

  • PRINCIPI DI CHIMICA E AGROCHIMICA

    Calcolare il numero di ossidazione di un elemento in un composto

    Differenza tra acidi forti e acidi deboli

    Calcolare la Molarità e/o Normalità di una soluzione