ECTS - University of Pisa
Al termine del corso lo studente avrà acquisito una solida conoscenza delle principali tematiche relative all’ecotossicologia agraria, con particolare attenzione ai cicli biogeochimici e agli stress ambientali che perturbano gli equilibri naturali, alle modalità con cui gli ecosistemi agrari e forestali sono esposti alle perturbazioni indotte dalle attività antropogeniche e alle risposte che gli ecosistemi manifestano nei confronti delle suddette perturbazioni.
Lo studente acquisirà inoltre conoscenze relative alle modalità di inquinamento dei vari comparti ambientali e ad alcuni modelli previsionali di perturbazione ambientale da contaminanti, capaci di fornire strumenti atti ad indagare la distribuzione degli inquinanti nei suddetti comparti.
At the end of the course students will have acquired a solid knowledge of key issues related to ecotoxicology, with focus on the biogeochemical cycles and environmental stresses affecting the natural balance, the manner in which the agricultural and forest ecosystems are vulnerable to perturbations induced by anthropogenic activities and the responses of ecosystems to these disturbances.
The student will also acquire knowledge concerning the pollution of the different environmental comparts and scientific and technical skills on the main quantitative/qualitative analyses usually employed in ecotoxicology (e.g. forecasting models).
Per accertare le conoscenze acquisite, al termine del corso lo studente dovrà presentare una tesina su un argomento trattato durante il corso, integrata da una verifica orale.
Lo studente dovrà dimostrare il grado di apprendimento degli argomenti trattati durante il corso e la sua capacità di spiegare correttamente i principali temi affrontati.
To ascertain the acquired knowledge, the student should prepare a report on a topic addressed during the course, integrated by an oral exam. The student must demonstrate his/her knowledge of the course material and his/her ability to explain correctly the main topics presented during the course.
Al termine del corso lo studente avrà acquisito non soltanto conoscenze teoriche ma anche competenze scientifiche e tecniche relative all'analisi quantitativa e qualitativa di alcuni inquinanti e all’utilizzo di tecniche biochimiche atte a valutare le risposte di specie vegetali all’inquinamento, attraverso l'esecuzione di esercitazioni di laboratorio.
Lo studente avrà acquisito anche conoscenze relative all’utilizzo di modelli previsionali per lo studio della vulnerabilità di un ecosistema agrario e forestale in seguito a stress abiotici.
At the end of the course the student will acquire not only basic knowledge but also scientific and technical skills on quantitative/qualitative analysis of some pollutants and the use of biochemical methods for evaluating the plant responses to air pollution, , through laboratory experiences.
The student will also be aware of some predictive models to study the vulnerability of agricultural and forest ecosystems following abiotic stress.
Durante le prove di laboratorio e attraverso la stesura di relazioni di laboratorio, lo studente dovrà dimostrare la capacità di mettere in pratica e di eseguire, con consapevolezza critica, le attività illustrate o eseguite sotto la guida del docente durante il corso.
During the laboratory experiences, and through the laboratory reports, the student must demonstrate the ability to put into practice and to critically perform the activities illustrated and carried out under the guidance of the teacher during the course.
Alla fine del corso lo studente avrà sviluppato sensibilità alle problematiche ambientali, avrà acquisito la capacità di utilizzare la comune strumentazione presente in un laboratorio biochimico e saprà svolgere attività di raccolta e analisi di dati sperimentali con accuratezza e precisione
At the end of the course the student will be aware of environmental issues, will acquire the ability to use the instruments present in a biochemical laboratory and will be able to collect and analyse experimental data accurately
I comportamenti saranno verificati valutando il grado di accuratezza e precisione delle attività svolte durante le esercitazioni di laboratorio, la capacità di gestire le diverse fasi del lavoro sperimentale e di fronteggiare le problematiche inerenti.
Saranno richieste agli studenti delle relazioni concernenti gli argomenti trattati e i risultati ottenuti durante le esercitazioni.
Behavior will be verified by evaluating the degree of precision of the activities performed during the laboratory excercises and the ability to manage the different phases of the experimental work and to face possible problems.
Students are required to prepare reports on the topics treated and results obtained during the practical experiences.
Chimica organica, Biochimica agraria
Organic Chemistry, Agricultural Biochemistry
Le lezioni frontali si svolgono con ausilio di slides.
Le esercitazioni si svolgono nel laboratorio didattico predisposto e attrezzato per svolgere analisi biochimiche. Gli studenti sono suddivisi in gruppi di lavoro.
Il sito di e-learning del corso è utilizzato per fornire il materiale didattico (utilizzato nelle lezioni frontali e nelle esercitazioni di laboratorio) e per le comunicazioni docente-studenti.
L'interazione studente-docente avviene anche mediante ricevimenti e comunicazioni per posta elettronica.
Lessons are carried out using slides.
Laboratory exercises are carried out in the didactic laboratory prepared and equipped to perform biochemical analysis. Students are divided into working groups.
The e-learning site of the course is used to provide educational materials (used in lectures and laboratory exercises) and for teacher-student communications.
Student-teacher interactions are possible also by student reception and e-mail.
Introduzione: scopi dell’Ecotossicologia, cicli biogeochimici e stress ambientali; inquinamento come alterazione degli equilibri naturali: impatto ambientale delle attività umane, vulnerabilità degli ecosistemi derivante dai cambiamenti climatici, dalle pratiche agricole convenzionali e dall’industrializzazione.
1.1 Composizione dell’atmosfera e sua alterazione: trasformazioni chimiche di rilevanza ambientale
1.2 Natura dell’inquinamento e fonti di inquinamento
1.3 Emissione, dispersione, trasformazione e deposizione degli inquinanti atmosferici (O3, SO2, NOX, PAN, CH4,ecc.)
1.3.1 Deposizioni acide, secche e umide e loro effetti sui terreni, sui vegetali e sui corpi idrici
1.4 Studio degli effetti tossici dei principali inquinanti atmosferici sul metabolismo vegetale
1.4.1 Penetrazione, traslocazione, effetti primari e secondari
1.4.2 Effetti dose-risposta
1.4.3 Ripercussioni quali-quantitative sulla produttività di specie agrarie
1.5 Biomarkers e vulnerabilità dell’ ecosistema
1.6 Aumento della CO2 atmosferica
1.6.1 Effetto serra, diminuzione dell’O3 stratosferico
1.6.2 Ecosistemi agricoli come “source” e “sink” per la CO2
1.7 Attività agricole e loro impatto sulla qualità dell’ambiente
1.8 Direttive nazionali e comunitarie
2.1 Processi depurativi naturali delle acque
2.1.1 Limiti e disturbi dei processi di autodepurazione
2.2 Processi di depurazione artificiale delle acque
2.3 Aspetti biochimici e microbiologici dei processi i depurazione naturali e artificiali delle acque di rifiuto
2.4 Eutrofizzazione dei corpi idrici: cause, effetti, rimedi
2.5 Attività agricole e qualità delle acque superficiali
2.6 Direttive nazionali e comunitarie
3.1 Dinamica degli erbicidi e fitofarmaci nel suolo
3.2 Dinamica degli elementi in traccia nel suolo
3.2.1 Metalli pesanti: origine della loro contaminazione e loro interazione con i sistemi biologici in particolare con il metabolismo vegetale
3.2.2 Valutazione della scelta di specie vegetali adatte a colonizzare ambienti contaminati.
3.3 Attività agricole e loro influenza sul ciclo dei nutrienti e sulle attività microbiologiche del suolo
4.1 Studi di “Valutazione di impatto ambientale”
4.2 Analisi di “Case studies”
Esercitazioni (24 ore)
Introduction: Aims of ecotoxicology, biogeochemical cycles and environmental stresses; pollution as an alteration of the natural balance: environmental impact of human activities, ecosystem vulnerability arising from climate change, from conventional agricultural practices and industrialization.
1.1 Atmospheric composition and its alteration: chemical transformations of environmental relevance
1.2 Kind and sources of pollution
1.3 Emission, dispersion, transformation and deposition of air pollutants (O3, SO2, NOX, PAN, CH4, etc.)
1.3.1 Acid, wet and dry deposition, and their effects on soil, on plants and water bodies
1.4 Study of the toxic effects of major air pollutants on plant metabolism
1.4.1 Penetration, translocation, primary and secondary effects
1.4.2 dose-response effects
1.4.3 Qualitative and quantitative effects on yield of agricultural species
1.5 Biomarkers and ecosystem vulnerability
1.6 Atmospheric CO2 increase
1.6.1 Greenhouse effect, stratospheric O3 decrease
1.6.2 agricultural ecosystems as a "source" and "sink" for CO2
1.7 agricultural activities and their impact on the quality of the environment
1.8 National and EU directives
2.1 Natural processes of water purification
2.1.1 Limits and disorders of self-purification processes
2.2 Artificial processes of water purification
2.3 Biochemical and microbiological aspects of natural and artificial processes of waste water purification
2.4 Eutrophication of water bodies: causes, effects, remedies
2.5 Agricultural activities and the quality of surface waters
2.6 National and EU directives
3.1 Dynamics of herbicides and pesticides in soil
3.2 Dynamics of trace elements in soil
3.2.1 Heavy metals: origin of their contamination and their interaction with biological systems, in particular with plant metabolism
3.2.2 Evaluation of the choice of plant species apt to colonize polluted environments.
3.3 Agricultural activities and their influence on nutrient cycling and the microbiological activity of the soil
4.1 Studies of "Environmental impact assessment”
4.2 Analisys of “Case studies”
Excercitations (24 hours)
RADOJEVIC M. AND BASHKIN V.N. - Practical Environmental Analysis, RS.C, UK (1999)
AGRAWAL S. B. and AGRAWAL M.- Environmental Pollution and Plant Responses, Lewis Publishers, Boca Raton, Lindon, New York, Washington (2000)
LORENZINI G. – Le piante e l’inquinamento dell’aria, Edagricole, Bologna (2000)
MANAHAM S. E. – Chimica dell’Ambiente. Piccin, Padova (2000)
BAIRD C. -Chimica Ambientale. Zanichelli, Bologna, (2001)
Materiale didattico relativo alle lezioni tenute dal docente presente sulla piattaforma e-learning.
Ulteriore materiale potrà essere suggerito durante il corso
RADOJEVIC M. AND BASHKIN V.N. - Practical Environmental Analysis, RS.C, UK (1999)
AGRAWAL S. B. and AGRAWAL M.- Environmental Pollution and Plant Responses, Lewis Publishers, Boca Raton, Lindon, New York, Washington (2000)
LORENZINI G. – Le piante e l’inquinamento dell’aria, Edagricole, Bologna (2000)
MANAHAM S. E. – Chimica dell’Ambiente. Piccin, Padova (2000)
BAIRD C. -Chimica Ambientale. Zanichelli, Bologna, (2001)
Didactic material provided on e-learning website.
Further bibliography could be suggested during the course
Gli studenti non frequentanti possono utilizzare il materiale didattico messo a disposizione sul sito e-learning del docente.
Non-attending students may use the teaching material provided on the teacher's e-learning site
L’esame consisterà nella presentazione di una tesina su un argomento trattato durante il corso e in una verifica orale, con votazione in trentesimi, da integrare con una relazione relativa agli argomenti svolti durante le esercitazioni.
The evaluation requires the presentation of a report on a topic covered during the course and an oral test, integrated by a report on the topics of laboratory activities
