METODOLOGIE FISICHE E CHIMICHE PER L'AMBIENTE

Obiettivi formativi

• FISICA APPLICATA ALL'AMBIENTE

  Fornire allo studente gli elementi fondamentali del metodo sperimentale, le leggi fisiche di base e le diverse applicazioni delle stesse in campi inerenti al corso di studio. La correttezza formale nell’esposizione degli argomenti trattati verrà tenuta in particolare considerazione insieme a competenze applicative relative a procedure metodologiche e strumentali utili anche per la ricerca in campo 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.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

• FISICA APPLICATA ALL'AMBIENTE

  Lezioni frontali e esercitazioni. Le esercitazioni verteranno sullo svolgimento in aula di alcuni esercizi utili per la semplificazione dei concetti sviluppati durante il corso che saranno anche oggetto della prova scritta d'esame.

• PRINCIPI DI CHIMICA E AGROCHIMICA

  Il corso prevederà lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio.

Prerequisiti richiesti

• FISICA APPLICATA ALL'AMBIENTE

  Sono requisiti fondamentali una conoscenza della matematica di base che comprenda risoluzioni di equazioni e di disequazioni di I e II grado, elementi di 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

  Fortemente consigliata

• PRINCIPI DI CHIMICA E AGROCHIMICA

  Fortemente consigliata

Contenuti del corso

• FISICA APPLICATA ALL'AMBIENTE

  1 – Introduzione

  Stato di un sistema fisico e grandezze fisicamente significative - La misura delle grandezze fisiche e gli errori di misura - Unità di misura - Equazioni dimensionali - Grandezze scalari e vettoriali - Elementi di algebra vettoriale - Rappresentazione grafica delle leggi fisiche.

  2 – Meccanica

  Descrizione del moto di un corpo - Sistemi di riferimento - Principio d'inerzia – Leggi della dinamica - Conservazione della quantità di moto - Campi di forza - Lavoro di una forza - Teorema dell'energia cinetica - Campi conservativi - Potenziale - Conservazione dell'energia meccanica - Moto rotazionale- Momento delle forze - Conservazione del momento angolare - Campo gravitazionale ed elettrostatico –

  3 - Meccanica dei fluidi

  Proprietà dei fluidi - Statica dei fluidi: leggi di Pascal, Stevin e Archimede - Fluidi ideali e teorema di Bernoulli -

  4 – Termodinamica

  Termometria e calorimetria- Calore specifico delle sostanze - Elementi di teoria cinetica dei gas - Stato di un sistema termodinamico - Esperienza di Joule - Equivalenza fra calore e lavoro - Energia interna e primo principio della termodinamica - Generalità̀ delle trasformazioni termodinamiche - Processi reversibili ed irreversibili - Entropia e secondo principio della termodinamica -

  5 - Fenomeni elettromagnetici

  Carica elettrica - Campo elettrostatico – Potenziale elettrico e capacità - Corrente elettrica – Resistenze e legge di Ohm – Forze e campi magnetici- Leggi di Faraday - Induzione magnetica - Legge di Ampere - Campo magnetico nella materia - Forza elettromotrice indotta - Legge di Lenz - Equazioni di Maxwell - Onde elettromagnetiche.

• 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

  1. Jewett & Serway, "Principi di Fisica", Volume I, Edises, Napoli

  3. D.C. Giancoli, "Fisica, Principi e Applicazioni", Casa Editrice Ambrosiana

  2. David Halliday, Robet Resnick, Jearl Walker, “Fondamenti di Fisica: Meccanica, Termologia, Elettrologia, Magnetismo e Ottica”, Casa Editrice Ambrosiana

  Gli studenti sono liberi di utilizzare qualunque altro testo possa essere più conveniente per loro

• 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

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

• FISICA APPLICATA ALL'AMBIENTE

  L’esame consiste in due prove, una scritta e una orale. Lo scritto non ha una sua valutazione e serve solo per l’ammissione alla prova orale. La valutazione della prova orale costituisce il voto finale. Lo studente può decidere di fare la parte orale nello stesso appello in cui ha svolto lo scritto o nell’appello successivo.

  Prove in itinere :

  É previsto lo svolgimento di una prova in itinere, facoltativa, con quesiti a risposta multipla e/o risoluzione di esercizi, sulla parte di corso svolto (punti 1-3 del programma). La prova è superata se la valutazione è uguale o maggiore a 18/30.

  Lo studente, per l’acquisizione dei CFU del corso, deve completare l’esame partecipando, nell’appello prescelto, alla prova scritta e, se ammesso, alla successiva prova orale. Sia la prova scritta che quella orale sono basate sugli argomenti svolti del programma non pertinenti la prova in itinere.

  Il voto finale è la media della valutazione della prova in itinere e della prova orale. La prova in itinere sarà considerata valida solo per gli appelli delle sessioni estiva e autunnale.

• PRINCIPI DI CHIMICA E AGROCHIMICA

  Orale

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

• FISICA APPLICATA ALL'AMBIENTE

  Le leggi della dinamica, forze di attrito, forze conservative, lavoro ed energia, teorema di Bernoulli, calore e energia interna, principi della termodinamica, macchine termiche, campo elettrico e potenziale elettrico, legge di Faraday, moto di una carica in un campo magnetico

• 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