F. Frau 070.675.7703 Ufficio: Dipartimento di Scienze della Terra, Via Trentino 51 - Cagliari Giorno e Orario di ricevimento studenti: ogni pomeriggio dal lunedì al venerdì su appuntamento (e-mail o telefono)
P.Lattanzi
070.675.7722 Ufficio: Dipartimento di Scienze della Terra, Via Trentino 51 - Cagliari Giorno e Orario di ricevimento studenti: su appuntamento (e-mail o telefono)
Anno di corso: 1° Semestre: 2° Sede lezioni: Cittadella Universitaria Monserrato e Dipartimento di Scienze della Terra. Aule e Laboratorio XRD-XRF c/o Dipartimento di Scienze della Terra, via Trentino 51, Cagliari; Laboratorio SEM c/o Dipartimento di Fisica, Cittadella Universitaria di Monserrato.
Prerequisiti Mineralogia, Geochimica, Petrografia
Obiettivi dell’insegnamento
Far acquisire i concetti generali della Mineralogia e geochimica mbientale 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) trovare i possibili rimedi. Saranno in particolare affrontati gli aspetti legati all’attività mineraria nel contesto della Sardegna. Fornire le conoscenze di base su alcune metodiche ampiamente utilizzate nell’analisi delle matrici ambientali sia dal punto di vista chimico che mineralogico, come la diffrattometria dei raggi X (XRD), la microscopia elettronica a scansione (SEM), e le principali tecniche analitiche delle acque naturali.
Conoscenze, abilità e comportamenti attesi con riferimento agli obiettivi di apprendimento Conoscenze (sapere):
Campi di studio e applicazioni della Mineralogia Ambientale; aspetti ambientali dell’attività mineraria; caratterizzazione di un sito minerario; interventi di bonifica; casi di studio in Sardegna; principi di funzionamento e utilizzo di XRD e SEM; significato dei dati analitici. Abilità/Capacità (saper fare): Impostazione e sviluppo di studi ambientali in aree minerarie attive e abbandonate; campionamento delle acque e determinazione dei principali parametri chimico-fisici; preparazione di campioni di varie matrici solide per analisi XRD e SEM; elaborazione ed interpretazione dei risultati analitici. Comportamenti (saper essere): Sensibilità nei riguardi delle problematiche ambientali, delle problematiche della sicurezza nei laboratori, delle problematiche interdisciplinari, e sensibilità deontologica.
Programma Nelle intenzioni dei docenti, e per la natura stessa degli argomenti trattati, il corso ha un forte carattere unitario soprattutto come approccio culturale e metodologico, con contenuti che si collocano a cavallo dei SSD GEO/06, GEO/08 e GEO/09. Pertanto, la divisione in moduli, assegnati formalmente ai SSD GEO/06 e GEO/08, riflette solo una suddivisione operativa degli argomenti tra i due docenti, e non un ordine logico e/o cronologico; i moduli potranno quindi svilupparsi parzialmente in contemporaneità.
I modulo - GEO/06(6 CFU - 24 ore lezioni frontali, 36 ore laboratorio/terreno) F. Frau
Introduzione alla Mineralogia ambientale o Obiettivi e definizioni o Campi di studio e applicazioni Suoli e sedimenti recenti Interazioni microrganismi - minerali (biomineralogia) Particolato atmosferico Scarti minerari Rifiuti industriali e urbani Scorie nucleari Beni culturali Relazioni minerali - salute umana
Aspetti ambientali dell’attività mineraria o Origine del drenaggio acido e metodi di predizione o Classificazione degli scarti minerari o Campionamento delle matrici solide ambientali in aree minerarie o Caratterizzazione mineralogica e geochimica degli scarti minerari (tailings) Paragenesi: minerali primari e secondari Reattività dei minerali: ossidazione dei solfuri, dissoluzione di carbonati e alluminosilicati
Applicazione della Mineralogia ambientale negli interventi di bonifica di aree minerarie o Piano di caratterizzazione di un sito minerario o Strategie per la bonifica Trattamenti passivi e attivi del drenaggio di miniera Controllo e prevenzione dell’ossidazione dei solfuri Uso di materiali reattivi mescolati ai tailings Barriere permeabili reattive Ruolo di microrganismi e piante
Cenni sulle principali tecniche analitiche utilizzate nella Mineralogia e Geochimica ambientale Diffrattometria a raggi X o Principi della diffrazione o Produzione dei raggi X o Interazione tra raggi X e solidi cristallini o La legge di Bragg o Il diffrattometro a raggi X per polveri o Interpretazione di un diffrattogramma o Identificazione delle fasi minerali (analisi qualitativa) o Composizione mineralogica di matrici solide (analisi quantitativa)
Polveri minerali o Problematiche generali o Silice o Asbesto
Complementi di idrogeochimica
o Composizione delle acque naturali (richiamo dal programma del 2° anno della Laurea triennale) Diagrammi di Piper e altri metodi classificativi delle acque naturali o Equilibri acqua-roccia: l’esempio dei carbonati Indici di saturazione
Aspetti ambientali dell’attività mineraria
o Impatto fisico e chimico dell’attività mineraria o Le acque di miniera o Trasferimento alla biosfera
Casi di studio in Sardegna
Cenni sulle principali tecniche analitiche utilizzate nella Mineralogia e geochimica ambientale Il microscopio elettronico a scansione (SEM) o Principi di funzionamento o Analisi morfologica o Microanalisi chimica (EDS) o Il SEM “ambientale” (a “basso vuoto”)
Analisi delle acque naturali o Campionamento e misura dei principali parametri chimico-fisici o Cenni alle principali metodiche analitiche per anioni e cationi
Testi di riferimento 1) “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), anno 2003. 2) Scanning electron microscopy and X-Ray microanalysis; Goldstein J., Newbury D., Joy D., Lyman C., Echlin P., Lifshin E., Sawyer L., Michael J., Editore Kluwer Academic, 689 pp.
