90027 - TECNICHE E MISURE PER IL BIORISANAMENTO DI AMBIENTI INQUINATI T

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2021/2022

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

Consulta il sito web di Giulio Zanaroli

Consulta il sito web di Elena Biagi