Scienze ambientali

Università degli Studi di Pisa
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  • Laurea
  • Pisa
Descrizione

Il corso ha l’obiettivo di assicurare allo studente una solida preparazione culturale rivolta alla gestione, controllo e valutazione dell’ambiente modificato dall'azione dell'uomo. A questa preparazione si associa una buona padronanza dei metodi scientifici generali nonché specifiche conoscenze professionalizzanti. Il Corso prevede quindi insegnamenti capaci di fornire una solida padronanza sia degli strumenti tecnico-scientifici che quelli economico-valutativi. L'ampia offerta di insegnamenti che lo studente può scegliere per costruirsi il suo percorso didattico permette sia di prepararsi in maniera specifica alla gestione dell'ambiente marino o della gestione dell'ambiente urbano e del territorio. È possibile inoltre definire un percorso che permette di acquisire specifiche conoscenze nel campo economico-valutativo.
Sono trattati in particolare gli aspetti inerenti all'analisi agli ecosistemi terrestri e marini, allo stato di inquinamento chimico e batterico delle acque, allo stato di inquinamento, dell'atmosfera e del suolo, alle tecnologie di depurazione, alle valutazioni ambientali, ai metodi di protezione dei litorali, alla gestione e smaltimento dei rifiuti urbani, alle problematiche di inquinamento delle falde; ai rischi idraulico ed idrogeologico; all'assetto, rappresentazione e rilievo, anche con le tecniche del telerilevamento e dei sistemi informativi territoriali, del territorio; ai danni sull'uomo provocati dall'inquinamento e alle certificazioni ambientali. Le attività formative sono organizzate in due semestri e prevedono, in aggiunta alle materie curriculari ed opzionali, la possibilità di svolgere periodi di stage, didatticamente valutabili, presso enti pubblici ed aziende in regime di convenzione.
La prova finale consiste nella presentazione e discussione di un elaborato scritto originale riportante i risultati di...

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Pisa
Lungarno Antonio Pacinotti, 43 , 56122, Pisa, Italia
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Scienze ambientali

Programma

  • DIRITTO E TECNICA PER L'AMBIENTE (12 cfu)

    • Il corso intende fornire gli strumenti legislativi e tecnici per la gestione ottimale dei processi di utilizzo del territorio sia urbano che extraurbano. Ha l’obiettivo di assicurare allo studente una adeguata conoscenza dei processi di pianificazione del territorio volto al rispetto delle risorse naturali.
      Syllabus Il governo dell'ambiente - Il ruolo del diritto internazionale nel divenire del diritto dell'ambiente - Hard law e soft law come principi ai sensi di 10 e 117, Cost. - Le eguaglianze ambientali - Prevenzione, precauzione e chi inquina paga - Il diritto comunitario dell'ambiente - I confini del diritto nel diritto del territorio - Le interazioni fra diritto del territorio e diritto dell'ambiente. I concetti di base della pianificazione “tradizionale”. Le basi per un nuovo approccio alla pianificazione ambientalmente orientata. La Valutazione ambientale di Piani e Programmi.

  • FISICA APPLICATA ALL'AMBIENTE (6 cfu)

    • Obiettivi: gli obiettivi di questo insegnamento sono quelli di fornire strumenti avanzati di fisica necessari nelle scienze applicate per la risoluzione di problematiche ambientali.
      Syllabus: Elettrostatica. Magnetostatica. Elettrodinamica classica. Circuiti elettrici. Onde meccaniche ed elettromagnetiche. Campi. Interazione radiazione-materia, principi di meccanica di fluidi, modelli di flussi non viscosi (i.e.,flussi Euleriani) e di flussi ad elevati numeri di Reynolds (i.e., concetto di strato limite), equazioni del moto.

  • MODELLI MATEMATICI AMBIENTALI (12 cfu)

    • Fornire gli strumenti concettuali e tecnici per analizzare i problemi che nascono in contesto ambientale e la capacità di costruire modelli matematici da utilizzare come strumento conoscitivo e come supporto alle decisioni.
      Syllabus:
      - Richiami: algebra lineare, geometria analitica, numeri complessi, funzioni reali di variabile reale, limiti, derivate e integrali.
      - Calcolo differenziale in più variabili, massimi e minimi liberi e vincolati.
      - Calcolo integrale in più variabili.
      - Integrali curvilinei e superficiali, campi vettoriali, teorema della divergenza e teorema di Stokes.
      - Equazioni differenziali del primo ordine, equazioni differenziali lineari del secondo ordine a coefficienti costanti.
      - Tecniche di discretizzazione e cenni sulle equazioni alle differenze.
      - Sistemi di equazioni differenziali. Studio della stabilità delle soluzioni di equilibrio.
      - Introduzione ai sistemi dinamici ed alla loro modellizzazione.
      - Approccio sistemico all'analisi di problemi reali.
      - Scelta dei confini del sistema; catene e cicli causali; anelli di retroazione positivi e negativi; ritardi; non linearità. Diagrammi di flusso e diagrammi causali.
      - Introduzione all'uso del software Vensim per la modellizzazione e la simulazione di sistemi dinamici attraverso la soluzione numerica di sistemi di equazioni differenziali.
      - Analisi di casi particolari: dinamiche di crescita di popolazioni e di diffusione di inquinanti o di epidemie.
  • 6 cfu a scelta nel gruppo GR2

    • GRUPPO DISCIPLINE BIOLOGICHE: un esame a scelta
    • TOSSICOLOGIA E MUTAGENESI (6 cfu)

      • Si intendono affrontare i principali aspetti della Tossicologia, generale e speciale, che sono funzionali allo studio della Mutagenesi. Verranno quindi presentati: 1) i meccanismi molecolari implicati direttamente ed indirettamente (epigenetica) nel processo di mutazione e come questo sia modulato dalla tossicità; 2) le risposte messe in atto dalle cellule per opporsi ad essi (mantenimento dell’integrità del genoma); 3) i principali saggi sviluppati in diversi sistemi cellulari ed organismi per possibili impieghi nel campo delle biotecnologie con particolare riferimento alla salvaguardia della salute umana.
    • BIOLOGIA DEGLI AMBIENTI MARINI PROFONDI E DELLA COLONNA D'ACQUA (6 cfu)

      • Il corso ha l’obiettivo di fornire agli studenti nozioni di base sulla biologia ed ecologia degli ecosistemi profondi (sotto i 200 m di profondità) e dell’ambiente pelagico. Durante il corso verranno effettuate lezioni teoriche e pratiche sulla tassonomia degli organismi che vivono negli ambienti profondi e tipici della colonna d’acqua (dallo zooplancton ai pesci). Il corso si completa con un laboratorio di ittiologia marina.
    • ECOLOGIA MICROBICA (6 cfu)

      • L’ecologia microbica descrive la comunità microbica, la sua struttura, il suo funzionamento in relazione alle altre comunità che condividono lo stesso ambiente. Per definizione questa comunità comprende tutti gli organismi microscopici con dimensioni comprese entro i 500 micrometri (batteri, protisti e piccoli pluricellulari). Il corso si propone di analizzare la composizione microbica dei vari ecosistemi mettendone in evidenza la biodiversità e quindi valorizzando il ruolo centrale dei microrganismi nella sostenibilità della biosfera. Syllabus: La prima parte del corso tratta la distribuzione dei microrganismi nei vari ambienti, il loro ruolo nei cicli degli elementi e le relazioni con altri organismi trattando aspetti sia fisiologici che molecolari che stanno alla base delle diverse funzioni. Nella seconda parte verranno trattate problematiche prettamente ambientali mettendo in evidenza il ruolo fondamentale che i microrganismi hanno assunto nello sviluppo di tecnologie per la soluzione di problematiche ambientali.
    • EVOLUZIONE E DIVERSITA' DELLE PIANTE (6 cfu)

      • Il corso ha lo scopo di fornire le basi teoriche e pratiche per lo studio della diversità e dell'evoluzione nelle piante, con particolare riferimento alla flora del Mediterraneo e d'Italia. Verranno valutati approcci cladistici e fenetici allo studio di caratteri morfologici, cariologici e molecolari. Inoltre gli studenti apprenderanno le tecniche di identificazione di piante della flora italiana e dovranno realizzare un piccolo erbario tematico. Nell'attività di laboratorio gli studenti apprenderanno le tecniche di base per lo studio dei cromosomi nelle piante e l'utilizzo di software per l'analisi filogenetica e biometrica.
  • 12 cfu a scelta nel gruppo GR3

    • DISCIPLINE SCIENZE DELLA TERRA: Due esami a scelta
    • METODOLOGIE DI ANALISI AMBIENTALE (6 cfu)

      • Fornire la capacità rappresentare ed elaborare quantitativamente grandi moli di dati georeferenziati ai fini di modellizzazione ambientale utilizzando software Open Source. Lo studente acquisirà padronanza dei principi dell’analisi di immagine applicata all’interpretazione delle immagini da satellite tramite l’impiego sia di singole immagini che di serie temporali per ottenere informazioni sulla variabilità diacronica di elementi d’interesse. Saranno resi possibili bilanci quantitativi legando informazioni ottenute dalle immagini alla loro georeferenziazione.
    • PALEOCLIMATOLOGIA ISOTOPICA (6 cfu)

      • Fornire allo studente le conoscenze di base di geochimica isotopica (in particolare isotopi stabili ma anche isotopi radioattivi) e il loro utilizzo nelle ricostruzioni ambientali e paleo climatiche anche in relazione ai cicli geologici connessi all’evoluzioni climatica. In particolare si forniranno conoscenze approfondite sulle ricostruzioni paleoclimatiche (con uso di traccianti isotopici) degli ambienti marini e continentali, sulla loro datazione e correlazione discutendo le peculiarità dei vari archivi e i loro pregi e difetti. Syllabus: Geochimica isotopica – paleoclimatologia isotopica – metodi di datazione – ricostruzioni paleo climatiche – archivi marini - archivi terrestri – modelli di età.
    • GEOCHIMICA AMBIENTALE (6 cfu)

      • Obiettivo del corso è quello di fornire le conoscenze per la definizione delle sorgenti e destino di elementi potenzialmente tossici nel contesto delle dinamiche di un ecosistema, attraverso l’acquisizione di dati sperimentali di geochimica e geochimica isotopica e modelli interpretativi. Syllabus: Processi geochimici attivi in un ecosistema. Interazione acqua-roccia e fenomeni di reazione-trasporto. Definizione dei valori di fondo geochimico e sovrapposizione antropica. Ciclo di contaminanti attraverso l’analisi geochimica e traccianti isotopici. La geochimica e geochimica-isotopica nella definizione del modello concettuale di sito. Geochimica e vulnerabilità delle risorse idriche.
    • GLOBAL CHANGES (6 cfu)

      • Il corso intende fornire una conoscenza sui cambiamenti globali da un punto di vista geologico a diverse scale temporali e gli effetti relativi dell’attività umana negli ultimi secoli/millenni. In particolare il corso vuole fornire conoscenze su i processi di differenziazione della Terra, evoluzione chimica dell’atmosfera, legami tra evoluzione di atmosfera, biosfera e minerali, evoluzione climatica del Cenozoico attraverso archivi di varia natura e utilizzando diversi indicatori paleo ambientali. Inoltre vuole fornire conoscenze sul ruolo della tettonica nel governare le variazioni climatico-ambientali sulle scale temporali più lunghe. Syllabus: Cambiamenti Globali –Riscaldamento globale –evoluzione dell’atmosfera – evoluzione climatica del Cenozoico – tettonica e clima- evoluzione della criosfera.
    • MICROPALEONTOLOGIA APPLICATA ALL'AMBIENTE (6 cfu)

      • Il corso affronta i temi delle biodiversità dei microorganismi animali e vegetali che vengono descritti sotto il profilo sistematico e tassonomico e sulla base dei loro adattamenti morfo-fisiologici e delle loro relazioni con le diverse condizioni ambientali. Approfondisce, con taglio anche applicativo, alcune tematiche specifiche riguardanti l’ecologia, l’uso dei microfossili come bioindicatori con un approccio finalizzato alle problematiche territoriali e alle applicazioni nell’ambito delle Scienze della Terra.
    • COMPLEMENTI DI GEOMORFOLOGIA (6 cfu)

      • Il corso si propone di approfondire lo studio dei processi geomorfici e delle forme della terra da essi generate, dei condizionamenti climatici e di quelli antropici. Lo studente verrà addestrato all’utilizzo dei metodi e degli strumenti necessari per la quantificazione dei processi di modellamento della superficie terrestre e alla determinazione del loro stato di attività. • Syllabus: La Geomorfologia: l’evoluzione del pensiero in Geomorfologia. Il monitoraggio degli elementi meteo-climatici. I ghiacciai come indicatori dei cambiamenti climatici. Le variazioni del livello del mare a breve e lungo termine. I processi morfologici responsabili del modellamento delle coste rocciose. La morfogenesi antropica: forme dell’intervento umano.
  • 6 cfu a scelta nel gruppo GR1

    • GRUPPO DISCIPLINE CHIMICHE: un esame a scelta
    • MONITORAGGIO MATRICI AMBIENTALI (6 cfu)

      • Fornire allo studente le conoscenze di base sugli aspetti più importanti connessi con il monitoraggio e controllo di matrici ambientali, quali aria, acqua, suolo ed alimenti, con particolare riguardo alle tecniche di campionamento, ai parametri chimici più largamente misurati ed ai metodi strumentali utilizzati nell’analisi chimica. Syllabus: Criteri di scelta della metodologia analitica ottimale, dal campionamento all’analisi strumentale, per la misura di parametri chimici e chimico fisici nelle varie matrici. Analisi di microinquinanti organici ed inorganici.
    • CHIMICA ORGANICA AMBIENTALE (6 cfu)

      • Syllabus: Richiami di sistematica organica. Gruppi funzionali e classi di composti organici. Nomenclatura dei composti organici. Nomenclatura IUPAC. Cenni su metodi di sintesi di composti organici. Reattività delle varie classi di composti organici.Classificazione degli inquinanti organici Composti organici volatili (VOC). Idrocarburi policiclici aromatici (PAH). Dibenzodiossine e dibenzofurani. Policlorobifenili. Pesticidi ed erbicidi. Inquinanti organici polari. Tensioattivi e loro metaboliti e prodotti di degradazione. Nuove classi di inquinanti organici “emergenti”: Composti organometallici del quarto gruppo. Ritardanti di fiamma bromurati. Farmaci e loro metaboliti da reflui civili. Metodi di identificazione e caratterizzazione di inquinanti organici. Metodi spettroscopici e spettrometrici. Obiettivi formativi: Il corso, dopo un ripasso della sistematica della chimica organica, introduce una “nuova” classificazione dei composti organici per classi di solubilità, dopodiché prende in esame le varie classi di inquinanti organici, soffermandosi sui principali. Successivamente vengono descritte le principali tecniche strumentali per l’identificazione, la caratterizzazione e l’eventuale determinazione di inquinanti organici in matrici ambientali, con particolare riferimento alla spettrometria di massa.
  • PROVA FINALE (con tirocinio) (30 cfu)

    • Applicare le conoscenze acquisite a una problematica ambientale.
  • 6 cfu a scelta nel gruppo GR4

    • DISCIPLINE ECOLOGICHE: un esame a scelta
    • ANALISI DI SISTEMI ECOLOGICI (6 cfu)

      • Obiettivi formativi: Richiamare i concetti fondamentali dell’ecologia di base e presentarne le applicazioni alla gestione dell’ambiente e delle sue risorse, in modo tale da sviluppare la percezione sistemica della biosfera, capire i cambiamenti globali nella loro genesi e nelle varie scale temporali ed acquisire le competenze per la gestione e conservazione degli ecosistemi. Syllabus: Nella prima parte del corso vengono analizzati la composizione, la struttura, il flusso energetico ed il ciclo della materia negli ecosistemi naturali, definendo le componenti principali della produttività. Successivamente vengono esaminate le differenze spaziali e temporali tra i diversi ecosistemi in dipendenza della disponibilità dei fattori ecologici ed analizzate le capacità di risposta, globali e dei singoli componenti, alle situazioni di stress. Infine vengono definiti gli strumenti idonei per la quantificazione delle alterazioni antropiche ed i criteri applicabili per la conservazione degli ecosistemi.
    • BOTANICA AMBIENTALE (6 cfu)

      • Obiettivi: Il Corso si prefigge di definire le competenze, sia teoriche che pratiche, relative alla conoscenza delle basi scientifiche della diversità presente, in particolare, all’interno del regno Plantae. Attraverso la conoscenza degli strumenti necessari al riconoscimento dei principali taxa (appartenenti alle più significative famiglie di pteridofite, gimnosperme e angiosperme) in stretta correlazione con gli ambienti naturali, la conservazione della diversità e le problematiche di gestione e tutela del territorio e alla pratica della restituzione cartografica e della fotointerpretazione, vengono poste le basi necessarie per una adeguata lettura del paesaggio ed una eventuale valutazione ambientale. A tal fine vengono anche fornite informazioni relative alla distribuzione delle essenze vegetali, alla loro origine ed evoluzione, alla caratterizzazione dei principali biomi terrestri e alle formazioni vegetazionali presenti in Italia con riferimento a casi particolari e rilevanti sotto il profilo naturalistico. Syllabus: Il corso affronta i temi delle biodiversità degli organismi vegetali che vengono descritti sotto il profilo sistematico e tassonomico e sulla base dei loro adattamenti morfo-fisiologici e delle loro relazioni con le diverse condizioni ambientali. Approfondisce, con taglio anche applicativo, alcune tematiche specifiche riguardanti l’ecologia, la flora, la vegetazione e la conservazione della natura con un approccio finalizzato alla lettura del paesaggio vegetale e delle problematiche territoriali.
    • FLORA E VEGETAZIONE DELLE COSTE (6 cfu)

      • Il corso affronta i temi della biodiversità delle piante terrestri tipiche degli ambienti costieri sabbiosi e rocciosi. Vengono descritte le caratteristiche dei principali gruppi afferenti alle Spermatophyta sotto il profilo sistematico e sulla base dei loro adattamenti morfo-funzionali ai fattori ecologici caratteristici di tali ecosistemi. Approfondisce le tematiche riguardanti la flora, la vegetazione e la conservazione della natura con un approccio applicativo finalizzato alla valutazione degli habitat costieri. Il corso ha lo scopo di fornire le basi teoriche e pratiche per lo studio sia delle singole specie vegetali che delle comunità vegetali sia dal punto di vista tassonomico che morfo-funzionale. Nelle lezioni pratiche gli studenti apprenderanno le tecniche di base per l’identificazione di piante della flora italiana, per il rilevamento dei caratteri funzionali delle piante, il monitoraggio e censimento delle comunità vegetali e l’impiego di software di analisi statistica per il trattamento dei dati.
    • BIOLOGIA MARINA 1 (6 cfu)

      • L’obiettivo del corso è di far sviluppare agli studenti che affrontano il corso di laurea la conoscenza degli principi fondamentali della biologia marina. I principali argomenti affrontati sono: Caratteristiche generali dell’ambiente marino; fattori fisici e chimici che caratterizzano l’ambiente marino. Adattamento degli organismi all’ambiente marino. Riproduzione degli organismi marini; cicli vitali e strategie riproduttive. Associazioni tra organismi marini. Gli organismi bentonici: il fitobenthos, lo zoobenthos; distribuzione del benthos; metodi di studio del benthos. Gli organismi planctonici: il fitoplancton, lo zooplancton; metodi di studio del plancton. Gli organismi nectonici. Gli ambienti salmastri: caratteristiche generali; i popolamenti degli ambienti salmastri; meccanismi di colonizzazione degli ambienti salmastri. Funzionamento e produttività degli ecosistemi marini. Verrà sviluppata particolarmente l'analisi dei popolamenti fitobentonici.
  • 12 cfu a scelta nel gruppo GR5

    • GRUPPO AFFINI O INTEGRATIVE: due esami a scelta
    • DINAMICA DEGLI INQUINANTI (6 cfu)

      • il corso intende fornire agli studenti una conoscenza di base sulle leggi che governano il moto dei fluidi nonché i primi rudimenti sui modelli e gli strumenti di analisi comunemente utilizzati in tale campo. In particolare l’attività sarà indirizzata all’approfondimento di argomenti che riguardano la dinamica degli inquinanti fluidi e le sua applicazioni in campo ambientale..
    • EFFETTI DELL'INQUINAMENTO SULLA SALUTE (6 cfu)

      • Obiettivi formativi Fornire elementi conoscitivi dei danni sulla salute causati dall’esposizione a: inquinanti atmosferici esterni ed interni, onde elettromagnetiche, radiazioni ionizzanti, inquinanti professionali e rifiuti solidi urbani; illustrare i principi di base delle metodiche di epidemiologia ambientale per lo studio di tali effetti. Descrizione Argomenti delle lezioni: - inquadramento delle problematiche sanitarie legate...

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