- Docente: Giulio Zanaroli
- Crediti formativi: 6
- SSD: ICAR/03
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Giulio Zanaroli (Modulo 1) Giulio Zanaroli (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)
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Orario delle lezioni (Modulo 1)
dal 21/02/2025 al 13/06/2025
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Orario delle lezioni (Modulo 2)
dal 19/02/2025 al 11/06/2025
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
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. Metabolismo anaerobico: esempi di respirazione anaerobica e fermentazione. Metabolismo dei composti inorganici biogeni negli habitat naturali e processi aerobici ed anaerobici di interesse ambientale. Fissazione autotrofa della CO2.
Ecologia microbica: i microrganismi come componenti di comunità complesse (microbiomi), le comunità microbiche caratteristiche dei diversi ambienti (acqua, suolo, ambienti estremi), la caratterizzazione molecolare di ecosistemi microbici.
Origine e destino biologico dei principali composti organici ed inorganici xenobiotici in suoli, sedimenti ed acque contaminate. Microrganismi maggiormente coinvolti nella loro demolizione 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.
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.
Le misure dell'inquinamento da sostanze chimiche e da agenti fisici: criteri generali.
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.
Fasi del processo analitico (formulazione del quesito, selezione delle procedure analitiche, campionamento, preparazione del campione, analisi, resoconto e interpretazione). Metodi di calibrazione (standard esterno, standard interno, addizione standard). Misure dell’incertezza, assicurazione di qualità e carte di controllo.
Cenni ai metodi di analisi spettroscopici ed elettrochimici. Cenni alla spettrometria di massa.
Principi e metodi cromatografici. Gas-cromatografia e cromatografia liquida ad alta prestazione:
componenti principali del sistema cromatografico, processo di eluizione e sua ottimizzazione, principali rilevatori. Esempi di metodi normalizzati per l’analisi di inquinanti organici in matrici ambientali (acqua e suolo).
Cenni alle fasi principali di caratterizzazione di un sito contaminato.
Testi/Bibliografia
Madigan MT, Bender KS, Stahl DA, Sattley WM. Brock - Biologia dei microrganismi. Microbiologia generale, ambientale e industriale. Pearson.
Metodi didattici
Lezioni frontali. Saranno inoltre svolte alcune visite al laboratorio di Biotecnologie Industriali e Ambientali del DICAM durante le quali saranno visionati e illustrati strumenti analitici e test di biodegradazione di inquinanti.
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.
Strumenti a supporto della didattica
Le slide utilizzate durante le lezioni saranno pubblicate su Virtuale.
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Giulio Zanaroli