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La chimica per lambiente: dalla caratterizzazione analitica alla valutazione della qualità ambientale R.

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Presentazione sul tema: "La chimica per lambiente: dalla caratterizzazione analitica alla valutazione della qualità ambientale R."— Transcript della presentazione:

1 La chimica per lambiente: dalla caratterizzazione analitica alla valutazione della qualità ambientale R.

2 Negli ultimi trentanni, è costantemente crescita lattenzione dei ricercatori chimici verso: lo studio dei cicli degli elementi chimici (C, N, P, S ecc..) e dei processi chimici che hanno luogo nelle diverse matrici ambientali; la determinazione della dinamica degli inquinanti e dei loro potenziali effetti tossici la messa a punto di processi per la mitigazione dellinquinamento, la depurazione delle acqua, la bonifica di siti contaminati, ecc…

3 Struttura chimica Proprietà chimico- fisiche Reattività chimica Interazioni con i comparti abiotici delle matrici ambientali Biodisponibilità Interazioni con lecosistema Microinquinanti (metalli in tracce, POP )

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5 Chimica Ecologia Ecotossicologia Fisica dei processi trasporto Microbiologia Linterazione tra esperti delle diverse discipline consente di formulare modelli concettuali ….

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7 Che possono poi essere tradotti in linguaggio matematico. Verifica della correttezza del modello concettuale; Valorizzazione dei dati sperimentali in chiave predittiva; Sviluppo di strumenti di valutazione (ad es. analisi di rischio ecologico) e gestione (DSS). Stima di indici e indicatori di qualità ambientale

8 MASTER Master Universitario di I livello in REACH: Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemical substances (EC 1907/2006). Segreteria: Tel. 041/ Il progetto è stato co-finanziato nellambito del Programma Operativo Regionale FSE Ob. CRO Asse IV con Decreto Dirigenziale 87 del 16/09/2008

9 La nostra Facoltà ha una lunga tradizione nel campo della ricerca chimica applicata a problematiche ambientali. Determinazione di microinquinanti (POP, metalli, endocrine disruptor, nanoparticelle) in diverse matrici ambientali Sviluppo di modelli biogeochimici, di modelli fate and transportdi microinquinanti, analisi di rischio, DSS Prof. Cescon Prof. Marcomini Prof. Pavoni Prof. Marcomini Prof. Pastres Studio dei cambiamenti climatici Prof. Cescon Prof. Marcomini Prof. Pastres

10 La determinazione sperimentale della concentrazione dei microcontaminanti nelle diverse matrici ambientali è il primo, fondamentale, passo verso la comprensione della loro dinamica. Problematiche legate a: concentrazioni di analiti molto basse; eterogeneità delle matrici ambientali variabilità spazio temporale delle concentrazioni Metodologie analitiche molto avanzate strategie di campionamento articolate e mirate

11 Facoltà di Scienze MM.FF.NN.11 Determinazione di microcontaminanti organici in matrici naturali e studio dei livelli di contaminazione in aree a diverse tipologie di impatto antropico (R. Piazza, I. Moret, A. Gambaro, G. Capodaglio, M. Vecchiato) Obbiettivi: -Valutare lo stato di contaminazione di aree del pianeta a potenziale rischio. -Valutare la distribuzione dei contaminanti nei differenti comparti ambientali (Aria, microlayer, acqua, particellato, sedimento), e definizione di possibili meccanismi di diffusione e di trasporto degli inquinanti in ambiente; stima di flussi di contaminanti. Analiti studiati: (POPs):Policlorobifenili (PCB), Policlorodibenzodiossine (PCDD),Policlorodibenzofurani (PCDF),Idrocarburi Policiclici Aromatici (PAH)

12 Facoltà di Scienze MM.FF.NN.12 Aree indagate: Laguna di Venezia Lagune ed aree costiere del Vietnam Aree costiere del Marocco Aree costiere del Messico

13 Determinazione di metalli pesanti in sedimenti provenienti dalla laguna Tam Giang-Cau Hai Lagoon (Vietnam). (G. Capodaglio, C.Turetta, E. Morabito, P. Cescon)

14 Microcontaminanti organici nelle deposizioni e nellaerosol atmosferico, nelle nevi e nei ghiacci polari (A. Gambaro, P. Cescon, C. Barbante, R. Zangrando, A. Stortini, A. Benitez Macias, S. De Pieri, M. Radaelli, E. Zuccon, V. Zampieri) Analiti studiati: Policlorobifenili (PCB), Polibromodifenileteri (PBDE), Policloronaftaleni (PCN),Idrocarburi Policiclici Aromatici (PAH) Levoglucosan, Mannosan, Galactosan (indicatori di emissioni da combustione di biomassa) Obbiettivi: Studio del ruolo dellaerosol nel trasporto di microinquinanti organici in aree sottoposte a diverso grado di antropizzazione. Messa a punto di metodologie analitiche per la determinazione di composti organici indicatori di emissioni in atmosfera.

15 Il flusso orizzontale di PCB entrante dal mare è circa 1/4 di quello entrante dallentroterra Stima del flusso medio istantaneo entrante nella Laguna di venezia Aree indagate: Lagune di Venezia, Grado e Marano Aree urbane: Milano, Belgrado, Sarajevo Aree remote: Antartide, Groenlandia, Himalaya

16 Laboratorio di Chimica dellAmbiente Responsabile: Prof. Bruno Pavoni Collaboratori: Marco Bernardello, Elena Centanni, Sonia Ceoldo, Marco Girardini, Seta Noventa, Nadejda Zharova 1.Inquinamento dellambiente marino: CASO DI STUDIO Studio degli effetti indotti dallinsieme degli inquinanti presenti in aree costiere degradate su specie comuni di gasteropodi Utilizzo di un set di biomarkers per il rilevamento del danno genotossico (Comet assay), citotossico (Neutral Red Retention assay), ossidativo (FRAP assay), e del disturbo endocrino (intersex/Imposex) al fine di cercare delle relazioni con il bioaccumulo di inquinanti organici nei tessuti CASO DI STUDIO Fenomeno di Imposex Imposex: comparsa di caratteri sessuali maschili in femmine di molluschi gasteropodi in presenza di inquinamento da composti organostannici rilasciati dalle vernici antivegetative applicate agli scafi di imbarcazioni Indagini epidemiologiche sulla diffusione del fenomeno in laguna di Venezia, in aree marine protette (Porto Cesareo), lungo le coste slovena e croata Valutazione del contributo di composti organici persistenti (PCB, IPA, Pesticidi clorurati) nellinduzione del fenomeno di imposex SEDIMENTI Studio delle variazioni spazio-temporali delle concentrazioni di composti organici (PCB, IPA, Pesticidi clorurati) e metallorganici (composti organostannici) in sedimenti marini CASI DI STUDIO Laguna di Venezia, costa slovena, Mar Baltico

17 3. Inquinamento atmosferico CASO DI STUDIO: Campionamento di materiale particolato e di inquinanti gassosi in diverse stazioni dellarea Veneziana (vedi figura) Campionamento di materiale particolato con diametro aerodinamico inferiore a 2.5 m (PM 2.5 ); determinazione gravimetrica della massa raccolta e quantificazione delle concentrazioni di Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA), di Carbonio Organico e Carbonio Elementare nel PM 2.5 Campionamento e determinazione analitica di composti organici volatili (VOC). Uso di schiume adsorbenti di poliuretano (polyurethane foam adsorbent, PUF) e quantificazione con GC-MS di benzene, toluene, xileni, etilbenzene e IPA più leggeri.

18 Gruppo di ricerca Prof. A. Marcomini Dipartimento di Scienze Ambientali Tematiche di ricerca e attività del gruppo

19 INDIRIZZI DI RICERCA Applicazione di tecniche statistiche di analisi spaziale dei dati ambientaliApplicazione di tecniche statistiche di analisi spaziale dei dati ambientali Sviluppo e applicazione di procedure di analisi di rischio ecologico e per la salute umanaSviluppo e applicazione di procedure di analisi di rischio ecologico e per la salute umana Indici ed indicatori di qualità ambientaleIndici ed indicatori di qualità ambientale Sviluppo di sistemi esperti (supporto alle decisioni) su base GISSviluppo di sistemi esperti (supporto alle decisioni) su base GIS Modelli fate&transport per i contaminanti nellambienteModelli fate&transport per i contaminanti nellambiente Modelli di bioaccumuloModelli di bioaccumulo Identificazione e studio del comportamento ambientale di nuovi contaminanti in acqua, suolo e organismiIdentificazione e studio del comportamento ambientale di nuovi contaminanti in acqua, suolo e organismi Caratterizzazione e studio del comportamento ambientale di nanoparticelle ingegnerizzateCaratterizzazione e studio del comportamento ambientale di nanoparticelle ingegnerizzate Chimica ambientale Modellistica ambientale e di rischio di rischio Valutazione e gestione del rischio ambientale Le tematiche di ricerca del gruppo sono finalizzate alla valutazione degli impatti e dei rischi associati alla presenza e circolazione di contaminanti/inquinanti nellambiente

20 Valutazione della pericolosità e del comportamento ambientale di nanoparticelle ingegnerizzate (A. Marcomini. Responsabili:- Giulio Pojana, Stefano Zuin, Obiettivi Identificazione di proprietà chimico-fisiche di nanoparticelle e nanomateriali di rilevanza tossicologica e ambientaleIdentificazione di proprietà chimico-fisiche di nanoparticelle e nanomateriali di rilevanza tossicologica e ambientale Modellazione del comportamento ambientaleModellazione del comportamento ambientale Stima dei potenziali effetti di nanoparticelle e nanomateriali sulluomo e sullambienteStima dei potenziali effetti di nanoparticelle e nanomateriali sulluomo e sullambiente Analisi di rischio per la salute umana e per lambienteAnalisi di rischio per la salute umana e per lambiente Approccio metodologico Caratterizzazione e determinazione di nanoparticelle e nanomateriali e loro composti correlati in matrici biologiche e ambientaliCaratterizzazione e determinazione di nanoparticelle e nanomateriali e loro composti correlati in matrici biologiche e ambientali Studio del comportamento tossicologico e ambientale di nanoparticelle e nanomaterialiStudio del comportamento tossicologico e ambientale di nanoparticelle e nanomateriali Definizione degli scenari di esposizione e stima dei potenziali rilasciDefinizione degli scenari di esposizione e stima dei potenziali rilasci Analisi del Ciclo di Vita dei nanomaterialiAnalisi del Ciclo di Vita dei nanomateriali Sviluppo di metodologie di rischio per la salute umanaSviluppo di metodologie di rischio per la salute umana

21 DESYRE (DEcision Support sYstem for the REhabilitation of contaminated sites) (A. Marcomini. Responsabile: Lisa Pizzol, Permette una valutazione e gestione integrata di una grande quantità di dati anche georeferenziati. Permette una valutazione e gestione integrata di una grande quantità di dati anche georeferenziati. Supporta gli esperti nella valutazione dei risultati del processo di bonifica. Supporta gli esperti nella valutazione dei risultati del processo di bonifica. Supporta i decisori e gli stakeholder nella comparazione di scenari alternativi di bonifica Supporta i decisori e gli stakeholder nella comparazione di scenari alternativi di bonifica Copre tutti i diversi aspetti del processo di bonifica permettendo lo sviluppo di un processo decisionale trasparente. Copre tutti i diversi aspetti del processo di bonifica permettendo lo sviluppo di un processo decisionale trasparente. È un valido strumento per definire le opzioni di gestione di vasti e complessi siti contaminati come per esempio quello di Porto Marghera. È un valido strumento per definire le opzioni di gestione di vasti e complessi siti contaminati come per esempio quello di Porto Marghera. DESYRE è stato sviluppato dal Consorzio Venezia Ricerche in collaborazione con lUniversità Ca Foscari di Venezia, Thetis spa, CNR-ISE e INSIEL spa attraverso un progetto triennale co- finanziato dal Ministero dellIstruzione, dellUniversità e della Ricerca (MIUR)

22 Dipartimento di Chimica Fisica Gruppo di ricerca Prof. R. Pastres Modellazione dei cicli biogeochimici e delle reti trofiche in aree costiere; Modelli integrati per la gestione sostenibile delle attività di maricoltura; Simulazione del bioaccumulo di microinquinanti organici. Studio degli effetti dei cambiamenti climatici sulla dinamica degli ecosistemi marini.

23 Modellazione degli impatti della maricoltura sugli ecosistemi costieri ( R. Pastres, Daniele Brigolin, Tomas Lovato

24 Tramite un modello integrato è possibile valutare: La capacità portante di una certa area Gli effetti sui cicli biogeochimici di C,N e P

25 Modello biogeochimico 2D della Laguna di Venezia Il modello consente di simulare levoluzione spazio- temporale a scala annuale di: biomasse di F, Z, Macrofitobentos N a P inorganici disciolti ( R. Pastres, D. Brigolin, T. Lovato, A. Rubino,

26 Modellazione della rete trofica lagunare veneziana e del bioaccumulo di POP ( R.Pastres, Stefano Ciavatta, Daniele Brigolin, ) Valutazione della potenziale contaminazione in organismi oggetto di pesca

27 Facoltà di Scienze MM.FF.NN.27 Ricostruzioni paleoclimatiche ed ambientali nel corso dellultimo milione di anni (C. Barbante, P. Cescon, G. Cozzi, C.Turetta, V. Gaspari, P. Vallelonga, J. Gabrieli) Aree studiate: Antartide Groenlandia Alpi Himalaya Ande Colle Gnifetti, 4450 m

28 Facoltà di Scienze MM.FF.NN anni di ricostruzioni climatica Dome C (Antartide Orientale) 75°06´S 123°23´E Altitudine: 3233 m Temp. media annua = –55°C Dalla carota di ghiaccio lunga 3260 m è stato ottenuto un record climatico ed ambientale che copre gli ultimi anni

29 Valutazione delleffetto dei cambiamenti climatici sul comportamento ambientale dei contaminanti organici persistenti (POP) (A. Marcomini. Responsabile: L. Lamon, Obiettivi Approccio metodologico Determinazione della concentrazione di POPs* (in particolare di PCBs) in atmosfera prendendo in considerazione il cambiamento climatico; Identificazione di una tendenza regionale ad essere sorgente o deposito per tali contaminanti in una prospettiva di cambiamento climatico Due scenari climatici sono stati definiti a partire dallIPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) ed un modello globale è stato parametrizzato con i dati estrapolati dal database IPCC * la contaminazione ambientale causata dai POPs è un problema globale. Sono definiti contaminanti prioritari dalla Convenzione di Stoccolma (2001) a causa della loro persistenza e tossicità.

30 Modellazione della speciazione di DIC e stima dei flussi di CO 2. in corpi idrici costieri ( R. Pastres. Responsabile: S. Ciavatta )


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