La salvaguardia dell'ambiente e la prevenzione del suo degrado sono ormai una questione che nessuno può ragionevolmente trascurare. Ma per questo è tanto più necessario che si diffonda una cultura ambientale efficace: l'esigenza di ampliare le conoscenze e di incentivare la ricerca in questo campo è ormai indifferibile. L'Università si è mossa in questa direzione, attivando corsi di laurea e di diploma, sui quali, per il futuro, molto si può contare: c'è da augurarsi che anche la scuola di ogni ordine e grado offra il suo contributo. Questo libro tratta i fondamenti dell'Ingegneria ambientale e vuol essere un utile strumento di lavoro per studenti e docenti, oltre che una trattazione scientificamente accurata rivolta a tutti i cultori delle tematiche ambientali. Suddiviso in quattro parti, contiene un breve resoconto sugli ambienti naturali – atmosfera, acque, suolo, biosfera – e l'analisi delle fonti, del trasferimento degli inquinanti e degli effetti dell'inquinamento. Nella terza e quarta parte si illustrano gli interventi di salvaguardia e il monitoraggio ambientale, approfondendo ampiamente l'andamento dei processi depurativi attraverso la trattazione delle operazioni unitarie e una precisa e particolareggiata descrizione dei reattori chimici e biologici

Parte prima Ambienti naturali 1. Atmosfera 1.1. Fisica e chimica dell'atmosfera 1.1.1. Composizione chimica dell'atmosfera – 1.1.2. Divisioni verticali dell'atmosfera – 1.1.3. Radiazione solare – 1.1.4. Bilancio generale della radiazione – 1.1.5. Pressione atmosferica e vento – 1.1.6. Umidità dell'aria – 1.1.7. Condensazione del vapore acqueo – 1.1.8. Precipitazioni 1.2. Meteorologia 1.2.1. Perturbazioni atmosferiche 1.3. Climatologia 1.3.1. Classificazioni climatiche 2. Acque 2.1. Caratteristiche delle acque 2.1.1. Caratteristiche chimico-fisiche delle acque – 2.1.2. Distribuzione dell'acqua negli ambienti – 2.1.3. Ciclo idrologico – 2.1.4. L'equazione idrologica – 2.1.5. Modello del sistema ideologico – 2.1.6. Moto dell'acqua 2.2. Corpi d'acqua superficiali 2.2.1. Oceani e mari – 2.2.2. Laghi – 2.2.3. Corsi d'acqua 2.3. Acque sotterranee 2.3.1. Classificazione delle acque sotterranee 2.4. Aree glaciali 3. Suolo 3.1. Caratteristiche fisiche 3.1.1. Tessitura – 3.1.2. Capacità di scambio – 3.1.3. Struttura – 3.1.4. Massa volumica reale – 3.1.5. Massa volumica apparente – 3.1.6. Porosità – 3.1.7. Permeabilità – 3.1.8. Capillarità – 3.1.9. Plasticità 4. Biosfera 4.1. Principi di ecologia 4.1.1. Ambiente acquatico – 4.1.2. Ambiente terrestre – 4.1.3. Ambiente entozoico 4.2. Fattori di crescita e fattori limitanti 4.2.1. Acqua – 4.2.2. Cibo – 4.2.3. Ossigeno – 4.2.4. Temperatura – 4.2.5. Luce 4.3. Leggi di crescita 4.4. Dinamica delle popolazioni 4.5. Energia 4.5.1. Produttività – 4.5.2. Catene alimentari – 4.5.3. Struttura trofica e piramidi ecologiche – 4.5.4. Tempo di turnover 4.6. Interazione tra specie 4.7. Cicli biogeochimici 4.7.1. Ciclo del carbonio – 4.7.2. Ciclo dell'azoto – 4.7.3. Ciclo del fosforo Riferimenti bibliografici Parte seconda Inquinamento 5. Le fonti di inquinamento 5.1. Generalità 5.1.1. Le fonti di inquinamento da insediamenti civili – 5.1.2. Insediamenti industriali – 5.1.3. Attività agricole e zootecniche – 5.1.4. Altre fonti di inquinamento di tipo diffuso 5.2. Destino degli inquinanti negli ambienti naturali 5.2.1. Processi autodepurativi nel terreno – 5.2.2. Processi autodepurativi nelle acque – 5.2.3. Processi autodepurativi in atmosfera 5.3. Effetti dell'inquinamento 5.3.1. Effetti tossici – 5.3.2. Effetti sulla qualità delle acque – 5.3.3. Effetti sull'atmosfera 6. Trasporto e dispersione degli inquinanti. Modelli matematici 6.1. Modelli euleriani 6.1.1. La soluzione gaussiana – 6.1.2. Soluzione numerica 6.2. Modelli lagrangiani Riferimenti bibliografici Parte terza Salvaguardia ambientale 7. Interventi di salvaguardia 7.1. Generalità 7.2. Gli interventi sulle fonti di inquinamento 7.2.1. Le acque di scarico – 7.2.2. Le emissioni gassose – 7.2.3. I rifiuti 7.3. Gli interventi sugli ambienti naturali 7.3.1. Rimozione dei nutrienti – 7.3.2. Apporto di ossigeno – 7.3.3. Controllo dello sviluppo della biomassa 7.4. Lo studio di impatto ambientale 7.4.1. Esempio di approccio sistematico: l'ambiente acquatico 7.5. Il monitoraggio 7.5.1. Il monitoraggio della qualità delle acque – 7.5.2. Il monitoraggio della qualità dell'aria Riferimenti bibliografici Parte quarta Fondamenti dei processi depurativi 8. Operazioni unitarie 8.1. Classificazione delle operazioni unitarie 8.2. Cenni sui fenomeni di trasporto di materia, calore e quantità di moto 8.2.1. Trasporto molecolare – 8.2.2. Trasporto turbolento 8.3. Operazioni unitarie basate su proprietà termodinamiche 8.3.1. Distillazione ed evaporazione – 8.3.2. Assorbimento e desorbimento – 8.3.3. Essiccamento – 8.3.4. Adsorbimento e deadsorbimento – 8.3.5. Estrazione con solvente – 8.3.6. Cristallizzazione – 8.3.7. Scambio ionico 8.4. Operazioni unitarie basate su proprietà cinetiche 8.4.1. Aspetti generali – 8.4.2. Microfiltrazione e ultrafiltrazione –8.4.3. Osmosi inversa – 8.4.4. Elettrodialisi – 8.4.5. Operazioni a membrana in via di sviluppo – 8.4.6. Impiego combinato di operazioni a membrana 8.5. Operazioni unitarie basate su proprietà fisiche e meccaniche 8.5.1. Grigliatura – 8.5.2. Equalizzazione – 8.5.3. Sedimentazione – 8.5.4. Il flusso solido – 8.5.5. Coagulazione – 8.5.6. Flocculazione – 8.5.7. Flottazione – 8.5.8. Centrifugazione – 8.5.9. Filtrazione – 8.5.10. Separazione elettrostatica – 8.5.11. Separazione magnetica 9. Reattori chimici 9.1. Termodinamica e cinetica delle reazioni chimiche 9.1.1. Conversione di equilibrio – 9.1.2. Richiami di termochimica – 9.1.3. Cinetica di reazioni elementari – 9.1.4. Metodi per l'analisi cinetica dei dati 9.2. Distribuzione dei tempi di residenza 9.3. Equazioni di progetto (cenni) 9.3.1. Reattori omogenei – 9.3.2. Reattori eterogenei 9.4. Applicazione dei principi della reattoristica chimica agli ambienti naturali 10. Bioreattori 10.1. Principi dei processi biologici 10.1.1. Introduzione – 10.1.2. Processi metabolici – 10.1.3. Cinetica delle reazioni biologiche 10.2. Bioreattori a biomassa sospesa 10.2.1. Generalità – 10.2.2. caratteristiche costruttive e di funzionamento – 10.2.3. Equazioni di progetto – 10.2.4. Controllo di processo 10.3. Bioreattori a biomassa adesa 10.3.1. Generalità – 10.3.2. Caratteristiche costruttive e di funzionamento – 10.3.3. Fondamenti progettuali 10.4. Trattamenti depurativi di tipo avanzato 10.4.1. Rimozione dell'azoto – 10.4.2. Defosfatazione biologica. Riferimenti bibliografici. Elenco dei simboli.