ECTS - University of Pisa
Il corso si propone di fornire una panoramica delle principali risorse minerarie mondiali, delle attività minerarie e dei relativi rischi per la salute umana e l’ambiente. Verranno descritti i principali minerali industriali, i rifiuti delle lavorazioni dei minerali industriali, i rischi per la salute e l’ambiente nelle varie fasi del processo produttivo e, infine, il loro potenziale riutilizzo come nuovi geomateriali. Saranno illustrati esempi di siti minerari e sarà fornita una panoramica dei cambiamenti ambientali causati dall’attività mineraria in esercizio e in stato di abbandono. Saranno inoltre trattate le tecniche all'avanguardia per la mitigazione del rischio minerario, incluso il monitoraggio dell'ambiente, il trattamento degli scarti di miniera, i metodi di prospezione e mappatura tematica mediante tecniche fotografiche e laser per la gestione e il monitoraggio del rischio.
The course aims to provide an overview of the main world mineral resources, mining activities and related risks for human health and environment. The main industrial and ore minerals and their by-products and waste, the risk during working in process, and their potential reuse as new geomaterials will be described. The main mines in the world and an overview of the environmental changes caused by the intense mining activity in operation and in a state of neglect will be described. State-of-the-art techniques for mining risk mitigation, including cutting-edge techniques for monitoring environment, resources by-products and interaction among them, prospecting methods and thematic mapping using photographic and laser techniques, oriented to risk management and monitoring, will be illustrated.
Le conoscenze saranno verificate mediante esame finale orale.
Knowledge will be verified through a final oral exam.
Distinguere i principali minerali metallici e non metallici, gli scarti di miniera. Conoscere i principali metodi di monitoraggio, analisi e gestione del rischio. Indicare le metodologie più appropriate, i protocolli analitici, gli indicatori bibliografici utili per ottenere dati geologici, mineralogici, petrografici e geochimici per la comprensione del potenziale rischio delle attività minerarie.
Distinguish the main metallic and non-metallic minerals, their risks for human health and environment safety, their useful by-products. Describe the main mitigation risk procedures. Know the main analytical methods for monitoring, analysing and prospecting for risk management. Indicate the most appropriate methodologies, analytical protocols, bibliographic indicators useful for obtaining geological, mineralogical, petrographic and geochemical data for the understanding of the potential risk of mining activities.
Lo studente dovrà discutere criticamente un articolo scientifico a sua scelta, riguardante argomenti specifici del corso.
The student will have to critically discuss a scientific paper of his choice, concerning specific topics of the course.
Lo studente acquisirà familiarità con il concetto di Rischio Minerario e con i principali metodi di valutazione, mappatura e mitigazione del rischio.
The student will become familiar with the concept of mining risk and with the main methods assessment, mapping and mitigation of risk. He will also become familiar with the possible reuses of some by-products of mining, in accordance with the European directives (EU Waste Framework Directive, 2018), for the creation of new geomaterials suitable for different purposes in the field of structural and non-structural constructions. They will become familiar with new technologies for monitoring, prospecting and mapping of mining risks.
Interlocuzione durante il corso e in sede d’esame.
Discussions during the course and the final oral exam.
Si richiedono conoscenze di base di Chimica, Geologia, Mineralogia e Petrografia.
Basic knowledge of chemistry, geology, mineralogy and petrography.
Lezioni frontali con ausilio di slides e filmati
In-class lessons with the aid of slides and videos.
Introduzione e concetti fondamentali (1 CFU, 8 ore):
1) Introduzione ai Rischi Minerari; 2) Cenni sulla normativa di settore; 3) Metodi minero-petrografici e chimici per il riconoscimento, la caratterizzazione e la stima di minerali metallici e sottoprodotti industriali; 4) Elementi di Geostatistica per l’Industria.
Minerali metallici e non metallici e loro coltivazione. Esempi di Rischi minerari (2CFU, 16 ore):
1) Definizioni e terminologia riguardanti l’attività mineraria; attività estrattive nazionali di cava e miniera. Tipi di giacimenti; 2) Metodi di coltivazione e processamento del minerale estratto; 3-4-5-6) Esempi di giacimenti nazionali ed esteri con case studies riguardo i rischi minerari; 7) Combustibili ed energia; 8) Rischi nell’estrazione e nell’uso del carbon fossile.
Valutazione e mitigazione del rischio minerario (3 CFU, 24 ore):
1) Principali inquinanti tossici; 2) Un approccio multianalitico per la valutazione della distribuzione degli elementi tossici nei suoli provenienti da aree minerarie e cave; 3) Principi e strumenti per la realizzazione di cartografia tematica digitale; 4) Esempi di realizzazioni cartografiche digitali; 5) Mine Waste: prevenzione e risanamento della contaminazione ambientale; 6) Biorisanamento di suoli minerari contaminati da metalli pesanti; 7) Elementi di Topografia; 8) Impatto ambientale ed effetti dell'attività mineraria; 9) Attività minerarie e rischi naturali; 10) Indicazioni per la messa in sicurezza di siti minerari dismessi; 11) Barriere per la protezione del suolo nelle aree minerarie; 12) Mine Waste: inertizzazione e ripristino ambientale.
Introduction and fundamental concepts. (1 CFU, 8 hours): 1) Introduction to mining risk; 2) Outline of mineralogy; 3) Minero-petrographic and chemical methods for the recognition, characterization and estimation of metallic and industrial minerals, and their by-products; 4) Geostatistics for the Mining Industry.
Metallic and non-metallic minerals and their cultivation (1 CFU, 8 hours): 1) Types of ore metal mines and their cultivation; 2) Types of non-metallic mineral mines and their cultivation; 3) The main world deposits; 4) Fuels and energy.
Evaluation of mining risk (1 CFU, 8 hours): 1) Environmental Impact and effects of Mining; 2) Mining and natural hazards; 3) Worst toxic pollution problems; 4) Mine Waste: evaluation of related risks.
Mining risk examples (1 CFU, 8 hours): 1-3) Risks in the extraction and processing of metal ores and mine waste; 4) Risks in the extraction and use of Coal.
Mining risk mitigation (1 CFU, 8 hours): 1) A Multianalytical approach for the assessment of toxic element distribution in soils from mine and quarry areas; 2) Geochemical barriers for soil protection in mining areas; 3) Heavy metals contamination of mine soil, their risk assessment, and bioremediation; 4) Mine Waste: inertization and restoration.
Thematic cartography of mining risk (1 CFU, 8 hours): 1) Principles and tools for the creation of digital thematic cartography; 2) Photogrammetry 3) Lidar and laser scanner; 4) Examples of digital thematic cartography.
Bech J., Bini C., Pashkevich M. (Eds) (2017). Assessment, Restoration and Reclamation of Mining Influenced Soils. Academic Press.
Kesler S.E., Simon A.C. (2015). Mineral Resources, Economics and the Environment. Cambridge University Press.
Materiale didattico e appunti saranno forniti durante il corso.
Bech J., Bini C., Pashkevich M. (Eds) (2107). Assessment, Restoration and Reclamation of Mining Influenced Soils. Academic Press.
Kesler S.E., Simon A.C. (2015). Mineral Resources, Economics and the Environment. Cambridge University Press.
Kraus K. (1999): Fotogrammetria. Levrotto & Bella.
Didactic material and notes will be provided during the course.
Contattare il docente responsabile del corso.
Please, contact the teacher.
Esame finale orale con voto, con presentazione e discussione di un articolo scientifico sugli argomenti specifici del corso.
Final oral exam with mark, with presentation and discussion of a scientific paper on the specific topics of the course.
Commissione: Pagnotta, Gioncada, Lezzerini
Supplenti: Zanchetta, Fornasaro, Columbu
