ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| MINERALOGIA AMBIENTALE | GEO/09 | LEZIONI | 56 |
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Il corso introduce i concetti fondamentali della Mineralogia Applicata per lo studio dei processi naturali e antropici con implicazioni ambientali. In particolare, il corso affronta singoli o gruppi di minerali che possono causare problemi all'ambiente, ai monumenti, alla salute umana o che possono svolgere un ruolo importante nella protezione e bonifica dell'ambiente, nella vita umana e di altri organismi, e si propone di fornire conoscenze teoriche e pratiche di alcuni idonei strumenti analitici, sperimentali e metodi computazionali in Mineralogia Ambientale. Altro scopo del corso è quello di fornire termini tecnico-scientifici, in ambito mineralogico, utili per le indagini ambientali.
The course introduces the fundamental concepts of the Applied Mineralogy to study natural and anthropogenic processes with environmental implications. In particular, the course deals with individual or group of minerals that can cause problems to environment, monuments, human health or that can play important role in the environment protection and remediation, in the human life and of other organisms, and aims to provide theoretical and practical knowledge of some suitable analytical, experimental and computational methods in Environmental Mineralogy. Another purpose of the course is to provide technical-scientific terms, in the mineralogical field, useful for environmental investigations.
Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di:
- classificare i principali minerali del suolo, dei sedimenti marini, dei materiali utilizzati nei monumenti e dei loro prodotti di degrado, così come i minerali utili/pericolosi per la salute umana;
- valutare l'idoneità di alcuni minerali industriali e minerali metalliferi per impieghi vari.
At the end of the course, students will be able to:
- classify the main minerals present in soil, marine sediments, building materials used in monuments heritage and their decay products, as well as the minerals useful or hazardous for human health;
- assess the suitability of some metallic and industrial minerals for various uses.
Conoscenza di base di Chimica, Mineralogia e Petrografia.
Basic knowledge of Chemistry, Mineralogy, Petrography.
Le attività didattiche saranno: lezioni frontali; attività di laboratorio (Metodi analitici e computazionali in Mineralogia Ambientale, con attività pratiche: Preparazione di campioni per indagini mediante XRF, TG-DSC. Raccolta delle intensità di fluorescenza X e dei dati termo-gravimetrici e loro elaborazione per la caratterizzazione chimica; Preparazione di campioni per indagini mediante XRPD. Raccolta dei diffrattogrammi e loro elaborazione per l’identificazione delle fasi cristalline; Preparazione di campioni per indagini mediante SEM-EDS. Osservazioni morfologiche e analisi chimiche di frammenti di geomateriali e di particelle inorganiche aerodisperse, raccolte su membrana. Elaborazione dei dati per l’identificazione delle fasi inorganiche; Concetti e metodi statistici di base per determinare l'incertezza di misura); un’uscita sul campo e una visita alla città di Pisa e ai monumenti di Piazza dei Miracoli sono inoltre previste per illustrare in situ le principali problematiche ambientali in area rurale e urbana.
The course will be subdivided into: face-to-face lectures; laboratory activities (Analytical and computational methods in Environmental Mineralogy, with practical activities: Preparation of samples for investigations by XRF, TG-DSC. Collection of X fluorescence intensities and thermo-gravimetric data and their processing for chemical characterization; Preparation of samples for XRPD investigations. Collection of diffractograms and their processing for the identification of crystalline phases; Preparation of samples for investigations by SEM-EDS. Morphological observations and chemical analysis by SEM-EDS of both geomaterials fragments and airborne inorganic particles, collected on a membrane. Data processing for the identification of inorganic phases; Basic statistical concepts and methods for determining measurement uncertainty); a field trip and a visit to the city of Pisa, including the monuments of Piazza dei Miracoli, are also planned to illustrate in situ the main environmental problems in rural and urban areas.
Background e metodologia: Introduzione alla Mineralogia Ambientale; I materiali solidi della superficie terrestre: elementi, minerali e rocce; Alterazione naturale delle rocce e degrado della pietra in opera; L'impatto umano sull'ambiente terrestre.
Mineralogia di sistemi ambientali importanti: Minerali e sviluppo del suolo; Mineralogia dei sedimenti marini; Controlli microbici sulla mineralogia dell'ambiente; Mineralogia delle particelle di aerosol atmosferico.
Il contributo della Mineralogia Applicata per risolvere alcuni specifici problemi ambientali e umani: Mineralogia dei rifiuti minerari e strategie di bonifica; Idoneità dei minerali per discariche controllate e contenimento (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); Mineralogia nella gestione a lungo termine dei rifiuti nucleari; Mineralogia e conservazione dei Beni Culturali; Minerali e salute umana (Biominerali: processi di biomineralizzazione; biominerali fisiologici e patologici dell'organismo umano; biominerali negli animali (es. batteri magnetotattici, diatomee, spugne, meduse, echinodermi) e nei vegetali; Caratteristiche mineralogiche dei minerali classificati amianti e dei minerali asbestiformi. Estrazione degli amianti, utilizzi passati e attuali; manufatti contenenti amianto in opera, degrado, recupero, bonifiche, rifiuti contenenti amianto, conferimento in discarica).
Background and methodology: Introduction to the Environmental Mineralogy; The solid materials of the Earth’s surface: elements, minerals and rocks; Rock weathering and urban stone decay; The human impact on Earth's Environment.
Mineralogy of key environmental systems: Minerals and soil development; Mineralogy of marine sediments; Microbial controls on the mineralogy of the environment; Mineralogy of atmospheric aerosol particles.
The contribution of Mineralogy to solve some specific environmental and human problems: Mineralogy of mine wastes and strategies for remediation; Suitability of minerals for controlled landfills and containment (Clays and clay minerals: properties of clays; chemical, physical and structural characteristics of clay minerals. Areas and methods of application of clays and clay minerals, with particular attention to the environment. Identification and characterization of clays and clay minerals useful for de-pollution actions); Mineralogy in the long-term management of nuclear waste; Mineralogy and conservation of cultural heritage; Minerals and human health (Biominerals: biomineralization processes; physiological and pathological biominerals of the human organism; biominerals in animals (e.g. magnetotactic bacteria, diatoms, sponges, jellyfish, echinoderms) and in plants; Mineralogical characteristics of minerals classified as asbestos and asbestos minerals Extraction of asbestos, past and current uses; artefacts containing asbestos in place, degradation, recovery, reclamation, waste containing asbestos, landfill).
Testo di riferimento:
Vaughan T D., Wogelius R.A., Environmental Mineralogy II. EMU Notes in Mineralogy, Vol. 13, 2012. ISBN 9780903056328.
Reference book:
Vaughan T D., Wogelius R.A., Environmental Mineralogy II. EMU Notes in Mineralogy, Vol. 13, 2012. ISBN 9780903056328.
La frequenza alle attività di laboratorio, nella misura di almeno il 70%, è obbligatoria.
The frequency of at least 70% of laboratory activities is mandatory.
Esame orale. È previsto lo svolgimento di una o più prove in itinere.
Oral exam. One or more in itinere verifications are planned.
