Obiettivi formativi
Il corso è offerto a studenti della Laurea Magistrale e ha lo scopo di trasferire strumenti culturali e operativi per l’analisi delle principali caratteristiche chimico-fisiche (parametri di base) e dei processi biogeochimici (ciclizzazione dei nutrienti) degli ambienti acquatici. Particolare attenzione sarà rivolta all’acquisizione di capacità pratiche laboratoriali. Alla fine del corso gli studenti saranno in grado di operare in campo e in un laboratorio chimico-biologico, di individuare siti rappresentativi, di effettuare prelievi in modo corretto, di trattare i campioni raccolti, di applicare diversi indici di qualità chimica e biologica e di interpretarli in modo critico.
Sono proposti cinque obiettivi formativi principali: 1) acquisizione delle nozioni di base in merito agli strumenti di campo del limnologo e ai processi biogeochimici tipici degli ecosistemi acquatici interni; 2) predisporre correttamente il disegno di campionamento per diverse matrici ambientali; 3) imparare a utilizzare strumenti di campo per misure dirette nell’ambiente, e per il prelievo e il pretrattamento di campioni; 4) operare in un laboratorio chimico-biologico attraverso l’apprendimento di norme sulla sicurezza, gestione del reagentario, applicazione di semplici metodi spettrofotometrici; 5) interpretare in modo critico le restituzioni delle procedure di analisi.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Il corso ha l’obiettivo primario di descrivere e acquisire familiarità con gli strumenti e le metodiche utili alla caratterizzazione chimico-fisica e alla quantificazione dei principali processi biogeochimici in ambienti di acque interne. Si provvederà a fornire agli studenti: 1) i riferimenti scientifici dei processi e degli attori biogeochimici che regolano la qualità degli ecosistemi acquatici interni (parte teorica), 2) e le tecniche di campionamento e analisi. Lo studente deve avere come riferimento le basi di funzionamento degli ecosistemi acquatici e le relazioni multiple tra ambiente e organismi. Il corso ha un forte carattere pratico/sperimentale, ed è organizzato in 6 moduli, ciascuno di 4 ore, integrati da attività di campo, finalizzate al recupero dei materiali da analizzare, ripasso e discussione sulle attività pratiche svolte (12 ore). Modulo 1: Introduzione agli strumenti di campo del Limnologo; Modulo 2: Gas di interesse biologico (ossigeno, anidride carbonica, metano); Modulo 3: Determinazione spettrofotometrica di nutrienti (NH4+, SO43-), e pigmenti fotosintetici (clorofilla). Modulo 4: Analisi dei metalli (Fe e Mn) e metodiche di assorbimento atomico; Modulo 5: Analisi dei nitrati, ciclo (irrigation loop) e determinazione; Modulo 6: Parametri microbiologici (es. Coliformi totali, balneazione).
Programma esteso
Modulo 1: Introduzione agli strumenti di campo del limnologo e al loro corretto uso (e.g. sonde multiparametro, disco di Secchi, luxmetro, correntometro, carote), al corretto campionamento di acque e sedimento e alla definizione di un piano di campionamento per diverse matrici ambientali (criteri per la scelta dei siti e metodiche per sedimento, acqua, componenti biotiche).
Modulo 2: Introduzione ai processi che regolano le concentrazioni e le dinamiche dei Gas di interesse biologico negli ecosistemi di acqua dolce (O2, CO2, CH4). Esperienze pratiche di misurazione, titolazione dell’ossigeno.
Modulo 3: Introduzione ai processi che regolano le dinamiche (sorgenti e trasformazioni) dei principali macroinquinanti (N e P) negli ecosistemi di acqua dolce. Esperienze pratiche di determinazione (analisi spettrofotometriche) di NH4+ e SO43- e di pigmenti.
Modulo 4: Introduzione ai processi che regolano le dinamiche (sorgenti e trasformazioni) dei principali metalli di interesse biogeochimico in ecosistemi di acqua dolce (Fe e Mn), sia nella matrice acqua che nei sedimenti. Esperienze pratiche di determinazione (analisi assorbimento atomico) di Fe e Mn.
Modulo 5: Introduzione ai processi che regolano le dinamiche dei nitrati, con particolare riferimento alla loro ciclizzazione e al fenomeno dell’irrigation loop. Esperienze pratiche di determinazione del NO3-, e di percolazione in suoli contaminati.
Modulo 6: Introduzione ai parametri microbiologici, in particolare i cosiddetti “batteri indicatori”, utilizzati nella determinazione della qualità delle acque e per definirne la potabilità. Esperienze pratiche di determinazione dei coliformi totali.
Bibliografia
Sono disponibili per gli studenti dispense predisposte dal docente, per ciascun modulo, oltre ai manuali ufficiali IRSA-CNR per i metodi chimici di analisi delle acque. Il materiale sarà fornito dal docente in formato elettronico in concomitanza con lo svolgimento dei moduli e delle attività di campo.
Metodi didattici
L’organizzazione della didattica consta di lezioni frontali miste (teoriche e attività laboratoriali) aventi come oggetto la presentazione generale al corso, lo svolgimento dei singoli moduli e una lezione finale di ripasso conclusivo. Le attività laboratoriali sono finalizzare alla caratterizzazione delle matrici abiotiche (acque e sedimento) e alla quantificazione dei principali processi biogeochimici, le attività di campo sono finalizzare al campionamento delle diverse matrici (abiotiche e biotiche) e alla raccolta di misure ambientali con strumentazione portatile. Le slide utilizzate a supporto delle lezioni verranno caricate con cadenza settimanale sulla piattaforma
Elly. Per scaricare le slide è necessaria l’iscrizione al corso on line.
Le slide vengono considerate parte integrante del materiale didattico.
Modalità verifica apprendimento
La frequenza alle lezioni, e alle attività di campo e di laboratorio è un prerequisito per essere ammessi all’esame finale in quanto il livello di partecipazione alle attività, e la compilazione delle schede di campo e di laboratorio sono oggetto di valutazione da parte del docente. È ammesso un massimo di assenze del 25% (ca. 1 modulo), solo per gravi motivi da giustificare in modo adeguato. La valutazione della partecipazione alle attività concorre al 30% del voto finale. Alla fine del corso lo studente deve sostenere un test (21 domande) a risposte multiple. Il voto del test concorre al 70% del voto finale. Il voto finale è in trentesimi; il voto minimo è 18, quello massimo 30, la eventuale lode è assegnata unicamente agli studenti che durante il corso hanno partecipano in modo attivo ai laboratori e alle uscite in campo.
Altre informazioni
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