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Oggetto:
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Mineralogia ambientale

Oggetto:

Environmental mineralogy

Oggetto:

Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
MFN1203
Docenti
Elena Belluso
Silvana Capella
Corso di studio
[f008-c508] LM in Biologia dell'Ambiente (Classe LM-06)
Anno
2° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
Affine o integrativo
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
GEO/09 - georisorse minerarie e applicazioni mineralogico-petrografiche...
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Oggetto:

Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L’insegnamento ha l’obiettivo di fornire conoscenze teoriche e pratiche relative a: minerali naturali e sintetici che possono determinare problematiche ambientali e sanitarie o che possono essere utilizzati per bonifiche ambientali; tecniche adatte per valutare situazioni di inquinamento e per identificare minerali utili a disinquinamenti specifici; biominerali fisiologici e patologici.

L’insegnamento fornirà inoltre conoscenze sulla presenza di particelle minerali (e inorganiche in genere) in vari ambienti, sulla loro dispersione da differenti sorgenti, in seguito a fenomeni naturali e ad attività antropiche, e sulla loro interazione con la biosfera.

Obiettivo dell’insegnamento è anche fornire il lessico tecnico-scientifico utile alle indagini ambientali di ambito mineralogico e orientamento nella articolata normativa italiana.

The course aims to provide theoretical and practical knowledge relating to: natural and synthetic minerals that can cause environmental and health problems or that can be used for environmental remediations, for suitable approaches to assess pollution situations and for the identification of both minerals useful for specific remediations and physiological and pathological bio-minerals.

Furthermore, the course will provide knowledge on mineral particles (inorganic in general) in various environments, on their dispersion from different sources as a result of natural events and/or anthropogenic activities, and on their interaction with the biosphere. Another purpose of the course is to provide both the technical-scientific vocabulary, in mineralogical field, useful for environmental investigations and orientation within the articulated Italian regulation.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE

L'insegnamento permetterà di acquisire conoscenza nell’ambito delle interazioni tra minerali e biosfera in termini di possibile inquinamento di varie matrici, di ricadute sanitarie in seguito a vari tipi di esposizione e di disinquinamento ottenibile mediante l’utilizzo di specifici minerali.
L'insegnamento fornirà conoscenza e capacità di comprendere: quali minerali possono essere presenti in vari ambienti e in organismi; quali possono essere gli effetti negativi della presenza di particelle inorganiche (naturali o sintetiche), tra cui minerali, presenti nelle diverse matrici; quali possono essere le sorgenti e le cause di aerodispersione; quali minerali possono essere utilizzati per azioni di disinquinamento.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE

L'insegnamento permetterà di essere grado in valutare: quali tecniche utilizzare per determinare la presenza di particelle inorganiche (naturali e sintetiche), tra cui i minerali sia come componenti di organismi sia come inquinanti, il grado di inquinamento, le sorgenti e le cause di aerodispersione così da poter fornire indicazioni utili per il contenimento, la riduzione o l’eliminazione della problematica; quali dati sono necessari per identificare i minerali adatti per specifici disinquinamenti.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO

L'insegnamento permetterà di raggiungere una adeguata autonomia di giudizio nella scelta delle strategie per: analizzare lo stato dell’ambiente, relativamente alle varie matrici e alle particelle inorganiche (naturali e sintetiche), tra cui i minerali; stabilire quali possono essere le sorgenti e le cause di dispersione che determinano una alterazione dell’ambiente; determinare i tipi di minerali adatti a specifiche attività di disinquinamento.
L'autonomia di giudizio raggiunta permetterà inoltre di tenere conto della normativa nazionale e delle linee-guida nella adozione delle strategie utili per valutare le possibili interazioni tra minerali e particelle inorganiche l.s. con la biosfera.

ABILITÀ COMUNICATIVE

L'insegnamento fornirà la capacità di coordinamento con diverse figure professionali operanti nel campo dell'inquinamento ambientale e delle bonifiche.
Il corso consentirà di acquisire un appropriato vocabolario tecnico-scientifico e la capacità di comunicare sia i vari fenomeni scientifici che le strategie utili al monitoraggio e alla gestione delle varie matrici.
Le competenze acquisite saranno idonee alla diffusione delle informazioni sia alla comunità scientifica che ai portatori di interesse e al pubblico in generale.

CAPACITA’ DI APPRENDERE

L'insegnamento fornirà la capacità di approfondire ulteriormente e in maniera autonoma le tematiche affrontate, di aggiornarsi su nuove tecniche di indagine e su nuove normative e linee-guida e pertanto di rinnovare in continuità e adeguatamente l’approccio adatto, relativamente alle particelle inorganiche (naturali e sintetiche), tra cui i minerali, a monitorare e gestire lo stato dell’ambiente così come le interazioni con la biosfera.

 

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING ABILITY

The course will allow students to acquire knowledge on: interactions between minerals and inorganic substances and biosphere as regards the possible pollution in various matrices; health consequences due to different types of exposure; reclamation obtainable using specific minerals.

The course will provide knowledge and ability to understand: which minerals can be present in different environments and organisms; what can be the negative effects due to inorganic particles (natural or synthetic) including minerals present in various matrices; what can be sources and causes of air dispersion; which minerals can be used for reclamation actions.

ABILITY TO APPLY KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING

The course will allow students to become able to assess: which techniques to use to determine the presence of inorganic particles (natural or synthetic), including minerals both as components of the organism and as pollutants, the degree of pollution, the sources and causes of air dispersion in order to provide useful indications for the containment, reduction or elimination of the problem; what data are needed for identifying the minerals suitable for specific remediations.

JUDGMENT AUTONOMY

The course will allow to reach an adequate autonomy of judgment in the choice of strategies aimed to: analyse the state of the environment, in relation to the various matrices and inorganic particles (natural and synthetics), including minerals; define what are the possible sources and causes of air dispersion that determine an environmental alteration; determine the types of minerals suitable for specific remediation activities.

Furthermore, the autonomy of judgment achieved will allow to take into account the regulation and and guidelines in the selection of the strategies useful for evaluating the possible interactions between minerals and inorganic particles with the biosphere.

COMMUNICATION SKILLS

At the end of the course the student will be able to coordinate with various professional figures operating in the field of environmental pollution and remediation.
The course will allow to acquire an appropriate technical-scientific vocabulary and the ability to communicate both the various scientific phenomena and the strategies useful for monitoring and managing the various matrices.

The skills acquired will be suitable for the dissemination of information both to the scientific community, to stakeholders, and to general public.

LEARNING ABILITY

The course will provide the ability to deep further, in an independent manner, the issues addressed, to update on new techniques of investigation and new regulation and guidelines and therefore to continuously and adequately renew the appropriate approach for monitoring and managing the state of the environment and for understanding the interaction with the biosphere, regarding inorganic particles (natural and synthetic), including minerals.

 

 

 

Oggetto:

Programma

Caratteristiche mineralogiche dei minerali classificati amianti e di minerali asbestiformi. Estrazione degli amianti, utilizzi passati e attuali; manufatti contenenti amianto (MCA) in opera, degrado, recupero, bonifiche, rifiuti contenenti amianto, conferimento in discarica.

Dispersione di amianti e minerali asbestiformi da MCA e da rocce; presenza e diffusione in aria, acqua, rocce, terreni, organismi umani e animali. Cause di dispersione.

Differenti tipi di esposizioni attuali a fibre di amianto e a minerali asbestiformi e impatto sulla salute umana ed animale. Legislazione italiana su amianti, minerali asbestiformi. Metodi di indagine di aria, acqua, rocce, suoli, manufatti, organismi umani e animali per la rilevazione della presenza di amianti e minerali asbestiformi e valutazione dello stato di inquinamento.

Fibre sostitutive inorganiche naturali e artificiali con particolare riferimento alle fibre artificiali vetrose, al loro utilizzo attuale, alla diffusione nell’ambiente e alle conseguenze sanitarie emergenti.

Particolato atmosferico (PM): morfologia e dimensioni, sorgenti e trasporto, inquinamento, impatto sulla salute umana, metodi di campionamento e di indagine, normativa attuale.

Argille e minerali argillosi: proprietà delle argille; caratteristiche chimiche, fisiche e strutturali di minerali argillosi. Settori e modalità di applicazione di argille e minerali argillosi con particolare riferimento all'ambiente. Identificazione e caratterizzazione di argille e minerali argillosi utili per azioni di disinquinamento.

Caratteristiche mineralogiche della silice libera cristallina e interazione della frazione respirabile con organismi e ambiente.

Caratteristiche chimiche, fisiche e strutturali di zeolititi e di zeoliti naturali e sintetiche. Settori e modalità di applicazione di zeoliti naturali e sintetiche e di zeolititi. Identificazione e caratterizzazione di zeolititi e di zeoliti naturali e sintetiche. Utilizzi di zeoliti e di zeolititi per bonifiche ambientali. Problematiche ambientali e sanitarie correlate ad alcune varietà specifiche di zeoliti.

Biominerali: processi di biomineralizzazione; biominerali fisiologici e patologici nell'organismo umano; biominerali negli animali (es. batteri magnetotattici, diatomee, spugne, meduse, echinodermi) e nei vegetali.

Preparazione di campioni per indagini mediante XRPD. Raccolta dei diffrattogrammi ed elaborazione dei dati per l’identificazione delle fasi cristalline.

Preparazione di campioni per indagini mediante SEM-EDS. Osservazioni morfologiche ed analisi chimiche mediante SEM-EDS dei campioni preparati e di particelle inorganiche aerodisperse raccolte su membrana per PM2.5. Rielaborazione dei dati per l’identificazione delle fasi inorganiche.

Preparazione di campioni per indagini mediante TEM-EDS. Osservazioni morfologiche, raccolta delle diffrazioni elettroniche ed analisi chimiche mediante TEM-EDS dei campioni preparati. Rielaborazione dei dati per l’identificazione delle fasi inorganiche.

Mineralogical characteristics of asbestos classified minerals and asbestiform minerals (not asbestos classified). Extraction of asbestos, past and current uses; asbestos-containing materials (ACM) products in place, degradation, recovery, remediation, asbestos-containing waste, landfilling.

Dispersion of asbestos and asbestiform minerals from ACM and rocks; presence and diffusion in air, water, rocks, soils, human and animal organisms. Causes of dispersion.

Different types of current exposures to asbestos fibres and asbestiform minerals and impact on human and animal health. Italian legislation on asbestos and asbestiform minerals. Methods of investigation of air, water, rocks, soils, artefacts, human and animal organisms for the detection of the presence of asbestos and asbestiform minerals and assessment of the state of pollution.

Natural and artificial inorganic substitute fibers with a thorough examination of man made vitreous fibers, their current use, diffusion in the environment and emerging health consequences.

Particulate matter (PM): morphology and dimensions, sources and transport, pollution, impact on human health, sampling and survey methods, current legislation.

Clays and clay minerals: properties of clays; chemical, physical and structural characteristics of clay minerals. Sectors and methods of application of clays and clay minerals with a thorough examination to the environment. Identification and characterization of clays and clay minerals useful for remediation actions.

Mineralogical characteristics of respirable crystalline silica (RCS) and interaction with organisms and the environment.

Chemical, physical and structural characteristics of zeolitites and natural and synthetic zeolites. Sectors and methods of application of natural and synthetic zeolites and zeolitites. Identification and characterization of natural and synthetic zeolites and zeolitites. Use of zeolites and zeolitites for environmental remediation. Environmental and health issues related to some specific varieties of zeolites.

Biominerals: biomineralization processes; physiological and pathological biominerals in the human organism; biominerals in animals (e.g. magnetotactic bacteria, diatoms, sponges, jellyfish, echinoderms) and in plants.

Preparation of samples for X-ray powder diffractometry (XRPD) investigations. Collection of diffractograms and data processing for the identification of crystalline phases.

Preparation of samples for SEM-EDS investigations. Morphological observations and chemical analysis by SEM-EDS of prepared samples and airborne inorganic particles collected on a membrane for PM2.5. Data elaboration for the identification of inorganic phases.

Preparation of samples for investigations using TEM-EDS. Morphological observations, collection of electronic diffraction data and chemical analyses by TEM-EDS of the prepared samples. Data elaboration for the identification of inorganic phases.

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento viene erogato attraverso lezioni in aula, esercitazioni in aula e molteplici attività in laboratorio.

Per l'a.a. 2022-2023, l'insegnamento sarà erogato in presenza secondo le modalità e i tempi che verranno comunicati dal docente compatibilmente con le eventuali disposizioni di carattere sanitario.

In caso di assenze dovute in aula saranno trasmesse in sincrono al link della stanza virtuale (https://unito.webex.com/meet/elena.belluso) 

Le esercitazioni saranno svolte in aula suddividendo la comunità studentesca in piccoli gruppi così da incentivare il lavoro di gruppo e le interazioni. Le attività saranno guidate dal personale docente e i dati ottenuti saranno collegialmente commentati.

Nelle attività di laboratorio la comunità studentesca, in prima persona e suddivisa in gruppi poco numerosi (di 5-6 persone), osserverà e selezionerà campioni di minerali e di fibre inorganiche e di materiali che li contengono, li preparerà per le successive indagini attraverso 3 differenti tecniche, effettuerà la raccolta dei dati agli strumenti e infine rielaborerà i dati ottenuti. Le varie fasi operative saranno guidate dai docenti e discusse collegialmente con i componenti i vari gruppi.

Benché la frequenza non sia obbligatoria, è fortemente consigliata e particolarmente utile per le attività di laboratorio.


Le comunicazioni con la componente studentesca avvengono mediante e-mail e pertanto è richiesta la registrazione sulla pagina Campusnet dell'insegnamento.


In seguito all'emergenza sanitaria dovuta a COVID 19, le lezioni saranno erogate in presenza con diretta streaming senza registrazione.


Le attività pratiche in laboratorio non potranno essere supportate dalla diretta streaming.


Sulla piattaforma Moodle saranno pubblicati i materiali didattici utilizzati a lezione e materiali integrativi relativi agli argomenti affrontati a lezione. 

 

Teaching is delivered through classroom lectures, classroom exercises and multiple laboratory activities.

For the 2022-2023 academic year, this course will be based on traditional lessons. Detailed information will be provided by the teacher mostly based on the public health recommendations

The exercises will be carried out in the classroom by dividing the student community into small groups in order to encourage group work and interactions. The activities will be guided by the teaching staff and the obtained data will be collegially commented.

In the laboratory activities, the student community, in first person and divided into small groups (of 5-6 people), will observe and select samples of minerals and inorganic fibers and materials that contain them, will prepare these samples for subsequent investigations through 3 different techniques, will carry out the collection of data by using the instruments and finally will reprocess the obtained data. The various operational steps will be guided by the teachers and discussed collectively with the members of the various groups.

Although attendance is not compulsory, it is strongly recommended and particularly useful for laboratory activities.

Communications with the student component take place via e-mail and therefore registration on the Campusnet page of the course is required.

In relation to the health emergency situation due to COVID 19, if possible the lessons will be given in person with live streaming (without recording) for students with particular needs.

Practical activities in the laboratory cannot be supported by live streaming.

The teaching materials used in class and supplementary materials relating to the topics covered in class will be published on the Moodle platform.

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento è volta ad accertare l'acquisizione delle conoscenze tramite lo svolgimento di una sola prova orale, della durata di circa 45'.

La prova consiste in un colloquio orale con domande: relative a varie parti di programma svolto a lezione, a parti relative alle esercitazioni e alle attività pratiche svolte in laboratorio; volte a valutare conoscenze specifiche, capacità di collegamento e autonomia e capacità di giudizio nella valutazione delle strategie più adatte alla valutazione e gestione di specifiche situazioni.

L'esame sarà svolto in presenza. È facoltà degli studenti e delle studentesse di richiedere l'esame a distanza secondo le modalità indicate dall'Ateneo, esclusivamente in casi di condizioni documentabili di fragilità legate al COVID-19.

Oral interview with questions aimed at evaluating specific knowledge, ability to connect and autonomy and judgment in the evaluation of the most suitable strategies for the evaluation and management of specific situations.

The exam will be in person (online upon request of the student - see UNITO latest regulations). 

Oggetto:

Attività di supporto

Materiale utile all'approfondimento delle tematiche affrontate e esempi esplicativi, consistenti in
articoli scientifici e registrazioni video saranno caricati sul portale.

Testi consigliati e bibliografia



Oggetto:
Libro
Titolo:  
Mineral fibers: Crystal chemistry, chemical-physical properties, biological interaction and toxicity.
Anno pubblicazione:  
2017
Editore:  
A.F. Gualtieri
Autore:  
autori vari
Obbligatorio:  
No


Oggetto:
Libro
Titolo:  
Environmental Mineralogy II
Anno pubblicazione:  
2012
Editore:  
EUROPEAN MINERALOGICAL UNION NOTES IN MINERALOGY
Autore:  
D.J. Vaughan; R.A. Wogelius
ISBN  
Obbligatorio:  
No
Oggetto:

Il materiale didattico presentato a lezione è reso disponibile dal docente, prima di ogni lezione, sulla pagina del Corso di Studi.

I testi base consigliati per il corso sono:
C. Klein. Mineralogia. Zanichelli, 2004;
G.D. Guthrie, B.T. Mossman (eds.). Health effects of mineral dusts.
Mineralogical Society of America, Washington, 1993;
O. Selinus et al. (eds.). Essentials of Medical Geology. Elsevier Academic Press, Oxford, 2005.

I testi sono disponibili presso la biblioteca "G. Spezia" del Dipartimento di Scienze della Terra.



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Orario lezioniV

Nota: Consultare la tabella degli orari pubblicata sull'apposita pagina.

Registrazione
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    Ultimo aggiornamento: 10/11/2022 22:14
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