B5197 - BIORISANAMENTO E BIOTECNOLOGIE MICROBICHE PER L’AMBIENTE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento, lo studente avrà acquisito conoscenze sul ruolo delle colture microbiche naturali o modificate per soluzioni biotecnologiche ambientali, con particolare riferimento alle acque e al suolo. In particolare lo studente sarà in grado di: - conoscere a fondo gli aspetti microbiologici annessi alla biodegradazione di inquinanti ambientali legati alle attività antropiche; - gestire e monitorare interventi di bonifica ambientale e applicazioni biotecnologiche per il miglioramento del processo di risanamento di acque e suoli contaminati.

Contenuti

1. Aspetti generali delle biotecnologie microbiche per l'ambiente (Totale 20 ore)

1.1 Aspetti applicativi della tassonomia microbica. Il protocollo di Nagoya e le risorse genetiche. Microrganismi e comparti ambientali: atmosfera, idrosfera, suolo, ambienti estremi. Interazioni tra microrganismi e altri organismi. I cicli degli elementi: azoto, carbonio, ferro, fosforo e zolfo. Microrganismi e metalli. Metodi di studio coltura dipendenti e indipendenti in microbiologia ambientale: analisi di suolo, sedimenti e acqua. Analisi del metabolismo microbico.

1.2 Visita ai laboratori di microbiologia agroambientale presenti nel Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agroalimentari 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

2. Microbiologia ambientale per il biorisanamento (Totale 20 ore)

2.1 Microbiologia dei processi di trattamento biologico delle acque di scarico. Tecniche di biorisanamento dei suoli contaminati: in situ, bioventing, bioincremento, fitorisanamento, biorisanamento passivo, biostimolazione; ex situ, landfarming, bioreattori. Xenobiotici. Compostaggio dei rifiuti organici

2.2 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 biotecnologie microbiche per l'ambiente e dell'importanza dell'attività di ricerca connessa alla disciplina. Le attività così definite permetteranno agli studenti di affrontare la tematica con approccio multidisciplinare, collegando e integrando gli aspetti microbiologici, agronomici e ambientali trattati durante le lezioni dei 2 moduli in una visione di sintesi.

3. Applicazioni biotecnologiche per l'ambiente (Totale 20 ore)

3.1 Selezione ed uso di batteri simbionti in agricoltura. Agrobacterium e ingegneria genetica. Generi microbici che promuovono la crescita delle piante. Editing per il miglioramento delle applicazioni microbiche nell'ambiente. Microrganismi geneticamente modificati e biotecnologie ambientali. Biorisanamento di siti contaminati. Microrganismi degradatori di plastica e idrocarburi. Fitodepurazione: uso di piante per la rimozione in situ dei contaminanti: vantaggi e svantaggi. Ruolo dell'interazione pianta-micorriza per la fitodegradazione. Analisi di piante iperaccumulatrici di metalli.

Conoscenze acquisite nel modulo 3: lo studente prende coscienza delle numerose applicazioni della biotecnologie microbiche per l'ambiente

Testi/Bibliografia

Le slide presentate durante le lezioni (disponibili per gli studenti sulla piattaforma Virtuale) e gli appunti presi durante le lezioni costituiranno le principali fonti di riferimento per l’esame.

Per ulteriori approfondimenti si rimanda a:

Brock. Biologia dei microrganismi. Microbiologia generale, ambientale e industriale di P. Branduardi, G. Mastromei, G. Vallini, Casa Editrice Pearson

 

 

Metodi didattici

Il corso è strutturato in 3 Unità Didattiche principali.
Ogni Unità prevede sia una componente teorica, svolta tramite lezioni frontali in aula, sia una componente pratica, realizzata attraverso attività di laboratorio o visite presso aziende agricole e impianti industriali.

1. Lezioni frontali:
Gli studenti acquisiranno conoscenze sui processi microbiologici coinvolti nelle Biotecnologie Microbiche per l’Ambiente. Il corso fornirà inoltre indicazioni sull’applicazione pratica di tali conoscenze nei campi del biorisanamento e della sostenibilità ambientale.

2. Attività pratiche e visite didattiche:
Attraverso esercitazioni di laboratorio e visite presso siti specifici, gli studenti potranno confrontarsi con esempi concreti di applicazione dei principi teorici della microbiologia applicata, acquisendo esperienza diretta sulle pratiche e sulle sfide attuali del settore.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L’esame finale orale consiste in una presentazione (5 minuti) su un argomento relativo a un’esercitazione di laboratorio svolta durante il corso e in 2 domande sui contenuti del programma.

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni saranno svolte mediante presentazioni powerpoint e utilizzo della lavagna multimediale. Tutte le aule didattiche sono dotate di connessione internet. Le attività di laboratorio si svolgeranno presso i laboratori didattici del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-Alimentari. A supporto delle attività didattiche verrà utilizzata la piattaforma IOL (Insegnamenti OnLine).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paola Mattarelli