Programmi

 

60/67/92 - MINERALOGIA AMBIENTALE

Anno Accademico ​2019/2020

Docente
GIOVANNI BATTISTA ​DE GIUDICI (Tit.)
Periodo
Primo Semestre​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale​
Lingua Insegnamento




Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/67] ​ ​SCIENZE E TECNOLOGIE GEOLOGICHE [67/00 - Ord. 2012] ​ ​PERCORSO COMUNE660
Obiettivi

- Conoscenza e comprensione: imparare ad elaborare ed applicare tecniche di campionamento di minerali e materiali solidi geologici, predisporre un piano di analisi, eseguire analisi in laboratorio,. acquisire una conoscenza generale della normativa ambientale.

- Capacità di applicare conoscenza e comprensione: valorizzare i risultati analitici, saper utilizzare le informazioni fornite dall’analisi dei minerali per lo sviluppo di analisi e di tecniche ambientali; saper valutare la pericolosità dei minerali in relazione all’ambiente in cui si trovano

- Autonomia di giudizio: mettere in relazione i risultati sperimentali con strumenti concettuali quali la stabilità e la reattività dei minerali negli ambienti specifici; valutare la replicabilità e lo “scale up” delle tecniche e dei concetti elaborati; valutare autonomamente la qualità degli elaborati tramite l’analisi della loro rispondenza a degli standards

- Abilità comunicative: elaborare i risultati e redigere un rapporto tecnico scientifico in forma basilare, saperli discutere anche in contesto collegiale di simulazione di una conferenza di servizi.

- Capacità di apprendimento: imparare ad imparare nello specifico campo; confronto tra ricerca ed innovazione normativa; analisi critica

Prerequisiti

Laurea triennale in Scienze Geologiche, Scienze NAturali o similari, aver seguito corsi base di Mineralogia, Geochimica e Geologia

Contenuti

Mineralogia Ambientale, 6 cfu (3 didattica frontale +2 laboratorio +1 terreno), docente Giovanni De Giudici
- Programma
• Introduzione al corso: l’attività di terreno e di laboratorio, tecniche di campionamento in superficie e nel sottosuolo.
• Materiali solidi naturali e la loro relazione con l’ambiente, la salute e le attività antropiche: concetti basilari di minerogenesi ed alterazione dei minerali. I fattori della alterazione e precipitazione dei minerali in condizioni ambiente. Processi di scambio di materia tra fluidi e minerali. Stabilità dei minerali, utilizzo e costruzione dei diagrammi pe-pH. Concetti base di reattività delle superfici minerali
• Materiali pericolosi di origine naturale e trasportati da agenti naturali: il problema della dimensione dei grani e della reattività dei minerali e delle loro superfici, Minerali dell’asbesto, le particelle sottili. Materiali assorbenti: argille e ossidrossidi di ferro.
• Minerali ed ambiente, processi di dispersione, intrappolamento e ri-mobilizzazione durante e dopo l’attività mineraria. Drenaggi acidi di miniera. Il caso della dispersione dello Zn: esercitazioni con escursioni nei distretti minerari della Sardegna. Ambienti minerari nei paesi europei: alcuni casi importanti sulla dispersione di metalli pesanti e riabilitazione.
• Interazione tra geosfera e biosfera: i biominerali, loro classificazione, formazione delle unità cristalline elementari, il loro trasporto e stabilizzazione. Esempi di biomineralizzazioni a Zn formate ad opera di organismi monocellulari e da piante.
• Le diverse tecniche strumentali e le diverse scale di osservazione: Tecniche sperimentali di indagine dei minerali. Luce a raggi X, diffrazione e legge di Bragg. Luce di elettroni e microscopia elettronica. Esercitazioni su campioni oggetto di studio. Luce di sincrotrone, introduzione e tecniche di comune utilizzo. La scala molecolare ed altre scale di osservazione
• Cenni di legislazione ambientale: presentazione del testo unico sull’ambiente (D.Lgs. 152 2006 ed integrazioni) e sua analisi in contesti specifici.

Metodi Didattici

• Lezioni frontali (3cfu – 24 ore), lavoro di terreno (1 cfu, 12 ore), esercitazioni in laboratorio (2 cfu, 16 ore)

• La frequenza alle lezioni è fortemente consigliata.
• La didattica frontale verrà erogata in aula con utilizzo di proiezione di diapositive e distribuzione di carte tematiche e pubblicazioni scientifiche e tecniche di interesse.
• Il lavoro di terreno e le esercitazioni in laboratorio verranno effettuate per gruppi e saranno finalizzate ad acquisire dei campioni e fare la loro analisi per diffrazione e microscopia elettronica.
• Verranno presi in considerazione alcuni casi di studio –di interesse generale e pubblico- come esempi per applicare il paradigma sorgente-percorso-bersaglio.
• Verrà eseguita una simulazione di partecipazione individuale ad una conferenza di servizi od esperienza professionale.

Verifica dell'apprendimento

a) La valutazione dello studente prevede la presentazione di i) un report sulle attività di terreno e di laboratorio ed ii) una prova orale. Il report è finalizzato a valutare la capacità dello studente di apprendere e redigere una relazione tecnico-scientifica in cui viene proposto un caso di studio di mineralogia ambientale. Il report viene redatto sulla base di un format fornito dal docente. La prova orale può vertere sui contenuti del report, sulle tecniche analitiche, sulle tecniche di campionamento selezionabili, sulla normativa inerente, sui minerali di interesse ambientale e le loro proprietà, sulla valutazione dello stato ambientale e dell’evoluzione spazio-temporale del sistema in considerazione.
Lo studente dovrà dimostrare di saper elaborare ed applicare tecniche di campionamento di minerali e materiali solidi geologici, predisporre un piano di analisi, eseguire analisi in laboratorio anche in relazione alla normativa ambientale, valorizzare i risultati analitici, saper utilizzare le informazioni fornite dall’analisi dei minerali per lo sviluppo di analisi e di tecniche ambientali; saper valutare la pericolosità dei minerali in relazione all’ambiente in cui si trovano, mettere in relazione i risultati sperimentali con strumenti concettuali quali la stabilità e la reattività dei minerali negli ambienti specifici; valutare la replicabilità delle tecniche e dei concetti elaborati, elaborare i risultati e redigere un rapporto tecnico scientifico in forma basilare, saperli discutere anche in contesto collegiale di simulazione di una conferenza di servizi, fare un’analisi critica del contesto e delle informazioni raccolte.
Saranno parte della valutazione finale l’ attiva partecipazione degli studenti alle lezioni, alle esercitazioni e al lavoro svolto individualmente sotto forma di esercizi e relazioni assegnate durante lo svolgimento del corso

b) Nella valutazione dell'esame la determinazione del voto finale tiene conto dei seguenti elementi:
1. la logica seguita dallo studente nel risolvere il problema di mineralogia ambientale affrontato nel lavoro di terreno e laboratorio
2. la chiarezza e la completezza dell’elaborato (report) e dell’esposizione orale
3. la qualità delle tecniche proposte in relazione alla soluzione dei problemi in considerazione
4. le conoscenze sui minerali e sui processi di importanza ambientale

Criteri di valutazione:
L’esame non viene sorpassato quando emergono gravi errori concettuali o di svolgimento. L’esercizio o la domanda non vengono compresi.
18-21: lo svolgimento dell’esercizio è affetto da significativi errori anche se risulta correttamente impostato. L’esposizione orale è poco chiara; la proprietà di linguaggio è limitata e le conoscenze sono appena sufficienti. Lo studente non è in grado di elaborare la risposta definendo i processi di mineralogia ambientale ed i loro effetti.
22-24: Lo svolgimento dell’esercizio è affetto da diffusi errori non sostanziali. L’esposizione orale è chiara ma affetta da esitazioni o ripetizioni; la proprietà di linguaggio è limitata ma le conoscenze sono adeguate pur con qualche incertezza.
25-27: Lo svolgimento dell’esercizio è formalmente corretto ma non sono stati colti i metodi più appropriati di risoluzione. L’esposizione orale è chiara e fluida; la proprietà di linguaggio è adeguata e le conoscenze sono buone anche se non particolarmente ricche nei dettagli.
28-30: Tutti e 4 gli elementi di valutazione sono quasi o pienamente soddisfatti. Lo svolgimento dell’esercizio è corretto ed ampiamente descritto nei passaggi; sono stati applicati i metodi più appropriati di risoluzione. L’esposizione orale è particolarmente ricca e precisa e si avvale di spunti critici e personali; la proprietà di linguaggio e le conoscenze sono decisamente appropriate in ogni singolo dettaglio.

Testi

testi di riferimento e letture consigliate:
- Eh-pH diagrams (D.G. Brookins, Springer Verlag);
- Environmental Mineralogy (D.J. Vaughan and R. Wogelius, EMU notes in Mineralogy., 434 pages);
- Nanoparticles and the Environments (Banfield and Navrotsky eds; MSA reviews 44);
Mineral Resources, Economics and the Environment, Kessler-SImon, Cambridge
- The basics of Cristallography and Diffraction (C. Hammond).
- Synchrotron Radiation: Basics, Methods and Applications (Editors: Mobilio, Settimio, Boscherini, Federico, Meneghini, Carlo).
- Lucidi e materiale integrativo a cura del docente

Altre Informazioni

Il docente può essere contattato via mail (gbgiudic@unica.it) o di persona presso la sede di via Trentino 51 Cagliari (a breve: Monserrato, nuova sede).
Il materiale di supporto verrà fornito dal docente all’inizio del corso. Questo consta di diapositive divise per tematiche, traccia della relazione delle attività di terreno e laboratorio, indicazioni sulle prove d’esame.

Il nostro Ateneo fornisce supporto agli studenti affetti da disturbi specifici dell'apprendimento (DSA). Chi fosse interessato può trovare maggiori informazioni al link:

http://corsi.unica.it/scienzegeologiche/info-dsa/

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