Obiettivi formativi
Obiettivo generale del corso è che lo studente sia in grado di utilizzare lo strumento geochimico-isotopico valutando criticamente le metodologie da utilizzare per il monitoraggio ambientale e per la tracciabilità dei prodotti e degli alimenti.
Sono obiettivi specifici del corso:
i) fornire conoscenze di geochimica di base relativamente ad acque, suoli e piante da un punto di vista elementare ed isotopico;
ii) illustrare le tecnologie chimiche chiave per lo studio della formazione del suolo e delle interazioni che avvengono tra gli ambienti naturali e le attività di produzione alimentare;
iii) Trasmettere abilità nell’elaborazione dei dati chimici al fine di comprendere le interazioni tra i sistemi atmosfera-suolo-piante e le loro relazioni con i cambiamenti climatici, nella prospettiva di un’agricoltura sostenibile e del contrasto alla crisi climatica in atto;
iv) Descrivere le principali tecniche per rilevare la firma elementare e isotopica con cui investigare l’origine degli alimenti e la loro autenticità;
v) Analizzare i cicli del carbonio e dell’azoto: piante C3,C4 e CAM, stoccaggio del carbonio della tessitura del suolo, effetti dei cambiamenti stagionali e delle comunità microbiche del suolo sull’assimilazione ed i cicli di carbonio e azoto. vi) Analizzare i cicli biogeochimici e le relazioni con l’ambiente geo - litologico, gli scambi di carbonio tra suolo e atmosfera e il bilanciamento isotopico dei pool di materia organica per quantificare le alterazioni dovute ai cambiamenti del clima, dell’uso del suolo e di altri impatti antropici.
Prerequisiti
Consigliate competenze di Chimica generale e Fisica.
Contenuti dell'insegnamento
Il corso intende introdurre lo studente alle conoscenze in materia di autenticazione e tracciabilità degli alimenti, attraverso l'approccio a metodologie geochimiche e isotopiche applicate allo studio dei processi naturali e basate su indicatori suolo-dipendenti, che consentono di definire una firma geochimica tipica per ciascuno prodotto alimentare in grado di garantire sicurezza alimentare, valorizzazione dei prodotti tipici e difesa dalle frodi alimentari.
In particolare, il corso si concentrerà sulla variabilità della composizione isotopica di H, C, N, O e S, e sulle metodologie analitiche associate e loro applicazioni allo studio dei processi idrogeologici, nonché ai processi ambientali ed ecologici, e anche alla tracciabilità di alimenti e prodotti. Verranno presi in considerazione i temi legati alle diverse componenti del sistema Terra.
Lo studente deve essere in grado di comprendere ed applicare le metodologie geochimiche basate su indicatori suolo-dipendenti ai fini dell’autenticazione e della tracciabilità alimentare. Lo studente affronterà i principi e metodi di campionamento, validazione dei dati e analisi geostatica dei dati al fine di ottenere restituzione di mappe tematiche e definire modelli concettuali geochimici di tracciabilità. Acquisirà i principi di geochimica isotopica relativi agli isotopi ambientali (13C, 2H, 15N, 18O, 34S and 36Cl) che sono utilizzati come traccianti dei cicli naturali e nei certificati di tracciabilità degli alimenti.
La frequenza e la partecipazione attiva al corso , nonché lo studio individuale, consentiranno allo studente di:
i) acquisire abilità di base sulle applicazioni dell’approccio geochimico ed isotopico all'ambiente;
ii) applicare la geochimica e la geochimica isotopica per la risoluzione di problemi relativi: a) alla gestione delle risorse idriche superficiali e sotterranee; b) alla tracciabilità alimentare; c) alle relazioni tra ambiente e cambiamento climatico;
iii) applicare le tecniche analitiche utilizzate nella geochimica degli isotopi stabili.
Tali abilità faciliteranno nello studente la maturazione di:
i) un approccio critico alla gestione sostenibile dell'ambiente e delle risorse idriche;
ii) una capacità di applicare lo strumento dell'isotopo stabile a problematiche ambientali, idrogeologiche, ecologiche e di tracciabilità;
iii) soft skills professionalizzanti, come l’utilizzo di una terminologia tecnica specifica.
Programma esteso
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Bibliografia
Testi consigliati:
- Introduction to Geochemistry di Cl. J. Allègre, G. Michard. Springer Verlag; Reprint edizione 2003.
- Book Pdf online free: Sharp, Zachary. "Principles of Stable Isotope Geochemistry, 2nd Edition." (2017). doi:10.5072/FK2GB24S9F; Link for download: http://digitalrepository.unm.edu/unm_oer/1/
- Food Authentication and Traceability. 1st Edition. Editor: Charis Galanakis. Paperback Imprint: Academic Press.
- Isotopes and the Natural Environment. Author: Alexandre Paul; Edit Springer
- Ad integrazione: Materiale didattico e scientifico fornito dalla titolare dell’insegnamento.
Metodi didattici
Il corso sarà diviso in lezioni frontali, seminari tematici e presentazione da parte degli studenti di articoli scientifici, nonché qualche esercitazione di laboratorio ove consentito.
Modalità verifica apprendimento
ESAME ORALE.
Per un positivo superamento dell'esame è consigliata la partecipazione attiva alle lezioni, inoltre è richiesta la lettura e la sintesi di articoli scientifici che saranno messi a disposizione nella piattaforma di Ateneo e assegnati agli studenti durante le lezioni. Gli studenti dovranno preparare una presentazione orale con supporto di strumenti multimediali (es. PowerPoint) su uno di questi articoli durante l'ultima parte del corso e discuterli in aula con i colleghi sotto la supervisione della docente. Ciò consentirà di verificare la conoscenza dei concetti di base e le applicazioni della geochimica isotopica a casi studio. Al termine del corso, la verifica delle conoscenze acquisite avverrà mediante una prova orale strutturata in due parti: nella prima parte lo studente è invitato a discutere l'articolo a lui assegnato; la seconda parte mira alla verifica dell'apprendimento dei concetti presentati durante le lezioni.
Mediante il colloquio orale, lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito conoscenze e abilità sull’autenticazione e tracciabilità alimentare e sulle metodologie geochimiche basate su indicatori suolo-dipendenti descritte ed applicate durante il corso.
Gli studenti non frequentanti contatteranno la docente per l'assegnazione dell’articolo scientifico che sarà poi presentato e discusso durante la prova orale.
Altre informazioni
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