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Docente
FRANCO FRAU (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[60/77]  CONSERVAZIONE E GESTIONE DELLA NATURA E DELL'AMBIENTE [77/15 - Ord. 2021]  Studio della natura e dell'ambiente 6 56

Obiettivi

a) Conoscenza e comprensione
Gli studenti devono dimostrare di avere conoscenza e comprensione dei concetti generali della Mineralogia e Geochimica Ambientale come discipline di recente sviluppo che si pongono l’obiettivo di (i) studiare le interazioni minerali-ambiente che sono direttamente o indirettamente indotte dall’attività antropica e che producono fenomeni di degrado e inquinamento dell’ambiente, e (ii) indicare i possibili rimedi. Le problematiche ambientali legata all’attività mineraria pregressa nel contesto regionale della Sardegna rappresentano una parte fondamentale del corso. Gli studenti devono inoltre apprendere le conoscenze di base su alcune metodiche ampiamente utilizzate nella caratterizzazione delle matrici ambientali.
I risultati di apprendimento attesi vengono conseguiti attraverso l’attività didattica frontale e l’attività di laboratorio di cui le escursioni sul campo rappresentano una parte fondamentale.
b) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Gli studenti devono essere capaci di applicare le loro conoscenze e capacità di comprensione nell’analisi complessiva di un sistema ambientale contaminato, nella individuazione dei principali processi responsabili del rilascio e trasporto dei contaminanti nell’ambiente e nella proposta di possibili interventi di mitigazione della contaminazione.
I risultati di apprendimento attesi vengono conseguiti attraverso l’attività didattica frontale e l’attività di laboratorio di cui le escursioni sul campo rappresentano una parte fondamentale.
c) Autonomia di giudizio
Gli studenti devono essere in grado di correlare tutte le informazioni ricavabili da un piano di caratterizzazione di un sito contaminato, al fine di giungere alla formulazione di un giudizio scientifico ponderato su: grado di contaminazione, rischio ambientale e interventi di breve, medio e lungo termine da porre in essere.
Gli studenti acquisiscono tale autonomia sviluppando un approccio culturale e metodologico di tipo generalista, finalizzato ad una visione olistica delle varie problematiche ambientali che possono presentarsi in connessione con diverse attività antropiche.
d) Abilità comunicative
Gli studenti devono essere in grado di comunicare in maniera chiara, semplice e sintetica adattandosi a qualsiasi tipo di interlocutore.
Tali abilità vengono sviluppate dagli studenti attraverso la preparazione di piccole attività seminariali, individuali o di gruppo, stimolate dal docente o proposte dagli studenti su argomenti di interesse scientifico.
e) Capacità di apprendimento
Gli studenti devono sviluppare le competenze necessarie per raggiungere una capacità di apprendimento autonoma tale da facilitare lo studio di discipline affini.
Tale capacità viene stimolata attraverso una didattica che cerca di portare lo studente verso un approccio culturale e metodologico di tipo generalista ed inter-disciplinare.

Prerequisiti

Lo studente di Mineralogia e Geochimica Ambientale deve possedere conoscenze di Chimica (indispensabile), Mineralogia (indispensabile), Geochimica (indispensabile) e Matematica (utile) per poter affrontare proficuamente i contenuti previsti nell’insegnamento.

Contenuti

Introduzione alla Mineralogia e Geochimica Ambientale:
Obiettivi e definizioni
Campi di studio e applicazioni
Problematiche ambientali nelle aree minerarie
Approccio di studio multidisciplinare e multi-scala
Esempi di temi di ricerca sviluppati in Sardegna

Caso di studio - miniera di Baccu Locci:
Organizzazione dello studio
Identificazione sorgenti di contaminazione puntuali e diffuse
Speciazione allo stato solido dei contaminanti: metodi indiretti e diretti
Speciazione acquosa dei contaminanti
Processi geochimici-mineralogici responsabili della contaminazione

Caratterizzazione mineralogico-geochimica di un sito minerario finalizzata alla bonifica:
Definizioni
Strategia di caratterizzazione e campionamento
Dati di background
Schema di bacino dei tailings come esempio di sorgente di contaminazione puntuale
Esempi di modalità di rilascio e trasporto dei contaminanti

Ruolo ambientale dei minerali secondari:
Caso di studio - la melanterite di Genna Luas
Alterazione della pirite
Ciclo di propagazione
Mediazione batterica
Formazione della melanterite
Dissoluzione della melanterite con generazione di acidità
Cicli stagionali wet&dry di minerali secondari solubili
Precipitazione della melanterite da acque iper-acide

Trattamento passivo e attivo del drenaggio di miniera:
Definizioni
Vantaggi e svantaggi
Generazione di AMD (acid mine drainage) e NAMD (net-alkaline mine drainage)
Neutralizzazione acidità e generazione alcalinità
Sistemi tipo Wetlands e ALD (anoxic limestone drain)
SAPS (successive alkalinity-producing system)
Processi di adsorbimento e scambio ionico
Sistemi di ossidazione e precipitazione di idrossidi di Fe e Mn
Processi anossici: riduzione del solfato e precipitazione di solfuri metallici
Cenni sulla phytoremediation
Utilizzo di ammendanti inorganici e organici
Barriere reattive permeabili

Attività seminariale da parte degli studenti (laboratorio – 2-4 ore):

Escursioni didattiche in località minerarie (laboratorio sul terreno – 16-22 ore)

Metodi Didattici

L’attività didattica è organizzata in Lezioni frontali (32 ore) e Laboratorio (24 ore).
Le Lezioni frontali sono principalmente svolte tramite presentazioni al computer (PowerPoint).
Il Laboratorio sul Terreno consiste in almeno 2 escursioni in aree minerarie abbandonate e/o bonificate della Sardegna. Gli studenti hanno la possibilità di osservare alcuni importanti fenomeni e processi che hanno luogo in questa tipologia di siti contaminati (p.es. interazione tra acque e scarti minerari, generazione di drenaggi di miniera acidi o circa-neutri, precipitazione di fasi secondarie, variazioni di alcuni parametri chimico-fisici lungo un fiume contaminato), come pure di valutare l’efficacia e l’impatto ambientale di determinati interventi di bonifica e/o messa in sicurezza.
Oltre alle attività sopra descritte, ogni studente durante il corso è stimolato ad effettuare una ricerca individuale o di gruppo su un argomento e a presentarla in forma di breve seminario (7-10 minuti) agli altri studenti, facendo particolare attenzione alla sintesi, alla chiarezza, all’estetica e forma della presentazione (poco testo e molte immagini) e alla sorgente delle informazioni esposte. In tal modo gli studenti possono sviluppare le proprie capacità di applicare conoscenza e comprensione e le abilità comunicative.
Per soddisfare esigenze didattiche specifiche connesse alla situazione pandemiologica COVID-19, la didattica potrebbe essere erogata contemporaneamente sia in presenza sia in diretta streaming. Per le attività di laboratorio indoor e sul terreno potrebbero essere previste turnazioni e/o attività sostitutive on-line.

Verifica dell'apprendimento

Durante lo svolgimento del corso, l’acquisizione da parte degli studenti dei risultati di apprendimento attesi viene accertata attraverso le attività di laboratorio e soprattutto tramite il coinvolgimento degli studenti nel richiamo frequente dei concetti fondamentali esposti a lezione e la stimolazione di spazi aperti di discussione su problematiche ambientali di interesse legate all’attualità.
L’esame finale consiste in una prova orale (durata media 45 minuti) su vari argomenti trattati durante il corso. La prova si ritiene superata se lo studente consegue un punteggio non inferiore a 18/30 e dimostra di aver acquisito un adeguato linguaggio tecnico, di saper estendere i concetti appresi dal caso di studio al caso generale, di aver compreso la complessità intrinseca di un sistema ambientale contaminato e la necessità di un approccio di studio multidisciplinare e multi-scala.

In relazione alla situazione legata alla pandemia Covid-19, le modalità di verifica intermedie e finali potranno subire delle variazioni anche sostanziali.

Testi

Trattandosi di discipline di recente sviluppo, attualmente non esistono specifici testi di riferimento in italiano. Tale lacuna viene colmata fornendo agli studenti tutto il materiale didattico utilizzato dal docente a lezione (presentazioni in PowerPoint), come pure alcuni articoli scientifici su argomenti trattati nel corso.
Letture suggerite (disponibili in biblioteca o fornite dal docente):
Caratterizzazione geochimica dei siti, rifiuti ed analisi di rischio - B. De Vivo & A. Lima, Aracne, 2009.
Environmental Mineralogy – European Mineralogical Union Notes in Mineralogy, Vol. 2, D.J. Vaughan, R.A. Wogelius (editors), 2000.
Environmental aspects of mine wastes - Short Course Series Vol. 31, Mineralogical Association of Canada, J.L. Jambor, D.W. Blowes, A.I.M. Ritchie (editors), 2003.

Altre Informazioni

Nelle intenzioni del docente, e nonostante la complessità intrinseca dei sistemi e dei processi trattati a lezione, il corso ha un approccio culturale e metodologico di tipo generalista, finalizzato a dare agli studenti gli strumenti per poter avere un quadro generale delle varie problematiche ambientali che possono presentarsi in connessione con diverse attività antropiche.
Trattandosi di un insegnamento fortemente legato alla ricerca scientifica condotta dal docente e, come già detto sopra, mancante di un libro di testo di riferimento, si consiglia vivamente agli studenti di frequentare con costanza.
Il docente fornirà agli studenti copia in formato pdf di tutto il materiale didattico utilizzato a lezione tramite link a cartella Dropbox.

Il nostro Ateneo fornisce supporto agli studenti affetti da disturbi specifici dell'apprendimento (DSA). Chi fosse interessato può trovare maggiori informazioni al link: https://unica.it/unica/it/ateneo_s01_ss02_sss06_02.page

Questionario e social

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