66103 - APPLICAZIONE DELLA MICROBIOLOGIA IN CAMPO AMBIENTALE

Anno Accademico 2019/2020

  • Docente: Paola Mattarelli
  • Crediti formativi: 6
  • SSD: AGR/16
  • Lingua di insegnamento: Italiano
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
  • Campus: Bologna
  • Corso: Laurea Magistrale in Progettazione e gestione degli ecosistemi agro-territoriali, forestali e del paesaggio (cod. 8532)

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell’insegnamento, lo studente ha acquisito conoscenze aggiornate sul ruolo dei microrganismi nella degradazione di inquinanti antropogenici presenti in diversi habitat naturali, con particolare riferimento alle acque e al suolo. In particolare lo studente è in grado di: - conoscere a fondo gli aspetti microbiologici annessi alla biodegradazione di inquinanti ambientali; - gestire e monitorare interventi di biorisanamento per la bonifica di acque e suoli contaminati.

Contenuti

A) Prerequisiti

Lo studente che approccia a questo insegnamento è in possesso di una preparazione di base  nei fondamenti della microbiologia generale e della biochimica. Questi insegnamenti sono previsti nei corsi di studio triennali

B) Unità didattiche

Il corso è diviso in 3 moduli, ognuno dei quali prevede una parte teorica, svolta mediante lezioni frontali, e una parte pratica,  attraverso visite didattiche e  presa di coscienza dell'attività di ricerca e delle realtà del mondo produttivo operante nel settore

Modulo 1:

1.      Aspetti della microbiologia Agroambientale. (Totale  20 ore)

1.1 Tassonomia microbica: la base della microbiologia. Tecniche per lo studio delle comunità microbiche del suolo, delle piante, degli animali e dell’ambiente. Ecologia microbica dell'apparato digerente degli animali, interazioni tra microrganismi e rapporti microrganismi-ospite. Probiotici e prebiotici. Associazione microrganismi-piante, ruolo dei microrganismi nel processo di azotofissazione. Il microbiota della fillosfera. Le associazioni microbiche: neutralismo, commensalismo, mutualismo, competizione, parassitismo, predazione. Ruolo dei microrganismi nei cicli biogeochimici. La microbiologia degli ambienti estremi: caratteristiche degli ambienti estremi, microrganismi estremofili, i microrganismi degli ambienti ipersalini. I biofilm microbici: la formazione del biofilm, resistenza ad antibiotici e disinfettanti Il protocollo di Nagoya.

1.2 Visita ai laboratori di microbiologia agroambientale presenti nel Dipartimento di Scienze Agrarie con illustrazione e discussione delle attività di ricerca relative ai progetti connessi alla microbiologia Agroambientale.

1.3. Seminario sull'elaborazione dati delle analisi di ecologia microbica

1.4. Visita ad un'azienda sperimentale

2.      Microbiologia ambientale per il biorisanamento e la produzione di energia.(Totale 20 ore)

2.1 Microbiologia delle acque reflue e depurazione biologica delle acque. Trattamento a fanghi attivi: batteri degradatori, fioccoformanti, nitrificanti, denitrificanti, fosforo accumulanti, filamentosi. Ruolo dei microrganismi negli impianti a letti percolatori, fosse settiche e vasche Imhoff. Tecniche di biorisanamento dei suoli contaminati, in situ: bioventing, bioincremento, fitorisanamento, biorisanamento passivo, biostimolazione; ex situ landfarming, bioreattore. Impiego di sostanze naturali per la conservazione dei beni culturali. L'antibiotico resistenza e l'ambiente. Produzione industriale di biomasse microbiche: formulazione del terreno colturale; aspetti tecnologici del processo. Impiego dei microrganismi per la produzione di energia sotto forma di metano (tassonomia, citologia, fisiologia, ecologia, biochimica, genetica e applicazioni dei metanogeni); sotto forma di idrogeno, sotto forma di bioetanolo.

2.2 Seminario su tecniche molecolari di ecologia microbica.

2.3 Esercitazioni in laboratorio per stabilire la qualità microbiologica delle acque e per l'isolamento di microrganismi da matrici agro-ambientali.

  Conoscenze acquisite nei moduli 1 e 2:

Lo studente acquisisce conoscenze delle varie tematiche della microbiologia agroambientale e dell'importanza dell'attività di ricerca connessa alla disciplina. Lo studente è in grado di valutare le potenzialità applicative dei microrganismi nei settori del biorisanamento ambientale e della produzione di energie rinnovabili.

Modulo 3      Applicazione della microbiologia Agroambientale . (Totale 20 ore)

3.1 Selezione ed uso di batteri simbionti in agricoltura. I probiotici delle piante:  meccanismi di interazione con la pianta,  loro importanza nella microbiologia del suolo, generi microbici che promuovono la crescita delle piante. Ruolo dei microrganismi nella produzione di insilati, uso di additivi e inoculanti batterici, valutazione dello stato di conservazione degli insilati. I microrganismi nella lotta biologica: il controllo di batteri e funghi mediante l'impiego di microrganismi e loro possibilità applicative.  I microrganismi nel processo di produzione del compost:  tipi di compost ottenibili, successioni microbiche nel processo al variare della temperature, la maturazione del compost e suoi criteri di valutazione.

3.2  Visita ad una azienda sperimentale del settore

Conoscenze acquisite nel modulo 3:  lo studente prende coscienza delle numerose applicazioni della microbiologia agroambientale

Testi/Bibliografia

"Microbiologia Agroambientale" a cura di: Bruno Biavati e Claudia Sorlini. Casa Editrice Ambrosiana, Milano, 2012. ISBN 978-88-408-1383-7

Metodi didattici

Il corso è diviso in 2 moduli, ognuno deiquali prevede una parte teorica svolta mediante lezioni frontali e una parte pratica svolta attraverso visita dei siti WEB delle aziende operanti nel settore , attività di laboratorio con esercitazioni, illustrazione e discussione delle attività di ricerca relative ai progetti connessi alla microbiologia agroambientale. Visita ad un'azienda del settore.

1) Didattica frontale: ha una connotazione specialistica articolata sulle tematiche dell'ecologia microbica, della microbiologia del suolo, della microbiologia per la produzione vegetale e della microbiologia ambientale. Gli argomenti trattati oltre ad una valenza culturale sono rivolti alle possibili applicazioni con l'intento di trasmettere quanto importante e ampio sia il ruolo della microbiologia nel settore ambientale.

Parte pratica: è articolata per permettere allo studente di poter spendere la laurea magistrale dimostrando conoscenze sull'attualità della ricerca nel settore e sulle tematiche che trovano applicazione nel mondo produttivo

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento dell'insegnamento: "Applicazione della microbiologia in campo ambientale" avviene attraverso un esame finale orale. Il colloquio verterà sugli argomenti svolti nelle lezioni e sulla parte pratica.

Strumenti a supporto della didattica

Per la didattica frontale si utilizzeranno i supporti grafici forniti dal testo di "Microbiologia agroambientale" in aule attrezzate con PC e videoproiettore.

La parte pratica avverrà in parte in aula utilizzando la rete Wi-Fi per il collegamento ai siti aziendali ed in parte nei laboratorio di microbiologia agroambientale per l'esecuzione di esercitazioni e la discussione dei progetti di ricerca riguardanti la microbiologia ambientale.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paola Mattarelli