Anno Accademico 2021/2022
- Docente: Giulio Zanaroli
- Crediti formativi: 6
- SSD: ICAR/03
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Giulio Zanaroli (Modulo 1) Elena Biagi (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea in Ingegneria per l'ambiente e il territorio (cod. 9198)
Conoscenze e abilità da conseguire
Conoscenze e abilità da conseguire: al termine del corso lo studente dovrà conoscere il ruolo della popolazione microbica nei diversi habitat naturali (con particolare riferimento a quelli contaminati) e gli aspetti microbiologici e biochimici annessi alla conduzione di processi biotecnologici di interesse ambientale per il biorisanamento di acque, sedimenti e suoli contaminati. Lo studente dovrà conoscere la teoria delle principali tecniche per il monitoraggio chimico in matrici ambientali contaminate di diverso stato fisico ed i principali processi metabolici associati alla biodegradazione di inquinanti organici.
Contenuti
L'ambiente: definizioni, sua importanza e necessità della sua salvaguardia.
L'inquinamento: definizioni, origine, effetti, valutazione qualitativa e misura quantitativa. La visione ingegneristica e tecnologica del problema ambiente. La prevenzione dell'inquinamento ed il disinquinamento: l'importanza della tecnologia. L'etica ambientale.
Le misure dell'inquinamento da sostanze chimiche e da agenti fisici: criteri generali.
Il campionamento e la sua importanza. I metodi normalizzati di analisi. La misura dell'inquinamento negli ambienti chiusi, dell'aria, delle acque e dei suoli: tecniche di prelievo, metodologie analitiche e cenni alla normativa.
L'analisi chimica: elementare e strutturale, qualitativa e quantitativa.Cenni ai metodi dell'analisi chimica gravimetrica e volumetrica: principi, applicazioni ed esempi.
Cenni ai metodi dell'analisi strumentale: caratteristiche, vantaggi e limiti.
Cenni ai metodi di analisi spettroscopici, cromatografici ed elettrochimici.
La tossicità delle sostanze chimiche per l'uomo e per l'ambiente. La classificazione della tossicità, i suoi effetti ed i fattori che la influenzano. La valutazione e la quantificazione della tossicità. Il REACH.
Composti chimici rilasciati nell'ambiente: loro classificazione, origine e destino.
Trasformazione microbica dei composti chimici biogeni presenti nell'ambiente: vie anaboliche e cataboliche, energia libera e bioenergetica cellulare.
Metabolismo del materiale organico biogeno negli habitat e processi depurativi aerobici ed anaerobici. Metabolismo aerobico: vie glicolitiche, ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa. Esempi e distribuzione di specie microbiche che respirano aerobicamente il materiale organico. Metabolismo anaerobico: riduzione del NO3-, Fe3+, SO4= e CO2 e caratteristiche principali dei microrganismi coinvolti in questi processi. Fermentazioni di carboidrati e proteine nell'ambiente e caratteristiche dei microrganismi responsabili delle stesse. Fermentazioni e respirazioni anaerobiche associate alla digestione anaerobica del materiale organico (biometanazione). Metabolismo dei composti inorganici biogeni negli habitat naturali e processi aerobici ed anaerobici di interesse ambientale: nitrificazione, solfuro e zolfo-ossidazione e ferro-ossidazione e bio-lisciviazioni industriali. Fissazione autotrofa della CO2.
Origine e destino biologico dei principali composti organici ed inorganici xenobiotici in suoli, sedimenti ed acque contaminate. Microrganismi maggiormente coinvolti nella loro demolizione dei composti xenobiotici organici e meccanismi biologico-molecolari alla base della loro evoluzione in ambienti contaminati.
Meccanismi di demolizione microbica di idrocarburi alifatici e aromatici, clorurati e non, in ambienti aerobici ed anaerobici contaminati. Selezione e caratterizzazione dei microrganismi specializzati. Cenni alla biotrasformazione di metalli pesanti in ambienti contaminati.
Biotecnologie per la decontaminazione dei siti contaminati: generalità ed aspetti specifici relativi alle tecnologie di bioremediation ex-situ ed in situ di suoli contaminati da inquinanti organici. Cenni alle potenzialità delle tecniche di myco- e phyto-remediation in questo ambito. Potenzialità delle biotecnologie nella bonifica dei sedimenti contaminati.
Metodi didattici
Lezioni frontali
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
La verifica dell’apprendimento avviene attraverso un esame finale orale, tramite il quale viene valutato il grado di conoscenza acquisito dallo studente sugli argomenti trattati a lezione, la capacità di presentarli in modo chiaro e con proprietà di linguaggio e di discuterli in modo critico.
Orario di ricevimento
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