Obiettivi formativi
Gli studenti comprenderanno quali sono gli aspetti importanti del metabolismo microbico per la depurazione e per la bonifica di siti contaminati, quali sono le tecnologie di biorimediazione e come queste si applicano. Saranno in grado di comprendere una relazione tecnica ed un progetto di bonifica almeno per quanto riguarda gli aspetti biologici. Sapranno leggere in modo critico un articolo scientifico che tratti di ruolo dei microrganismi nei processi di bonifica e valutare l’applicabilità delle tecnologie proposte alla risoluzione di problemi di inquinamento.
Prerequisiti
Microbiologia e Metabolismo microbico
Contenuti dell'insegnamento
La “bioremediation” è una tecnologia sempre più utilizzata per la bonifica dei siti contaminati. Questo insegnamento tratta del ruolo che i microrganismi svolgono nella gestione dei problemi di inquinamento ambientale. Nella prima parte dell'insegnamento gli studenti saranno introdotti alle diverse capacità metaboliche dei microrganismi rispetto ai maggiori inquinanti ambientali e come queste capacità possono essere utilizzate per risolvere problemi di contaminazione di acque e suoli. Saranno inoltre introdotti alla consultazione delle specifiche banche dati che raccolgono informazioni su tutte le vie cataboliche ad oggi caratterizzate relative a diversi microrganismi e a diversi contaminanti. Nella seconda parte saranno illustrate le principali tecnologie di biorisanamento e infine saranno discussi casi di studio nei quali saranno illustrate applicazioni delle conoscenze teoriche acquisite.
Programma esteso
Inquinanti ambientali organici ed inorganici, attenuazione naturale, attenuazione naturale monitorata, biorimediazione. La degradazione batterica di idrocarburi alifatici e aromatici e di alcune classi di xenobiotici, in particolare clorurati in aerobiosi e in anaerobiosi. Evoluzione e diffusione delle vie cataboliche. Bioaugmentation, Biostimulation. Metalli e radionuclidi. Metodi di analisi (classici e molecolari) delle comunità microbiche implicate nella biorimediazione. Tecniche di biorisanamento in situ ed ex situ. Micorimediazione. Rimozione azoto e fosforo dalle acque reflue: ossidazione anaerobica dell’ammonio (ANAMMOX), applicazioni, eco-fisologia e biodiversità dei batteri ammonio ossidanti. EBPR (Enhanced Biological Phosphorus Removal) e microrganismi poly-P
Bibliografia
Barbieri, Bestetti, Galli e Zannoni, "Microbiologia ambientale ed elementi di ecologia microbica"(2008) Casa Editrice Ambrosiana
Martin Alexander “Biodegradation and Bioremediation” (1999) 2nd Ed. Academic Press
Alcuni capitoli di questi testi sono stati fonte di informazione per elaborare il materiale didattico (diapositive) mostrato a lezione. Questo materiale è ogni anno aggiornato alla luce delle nuove conoscenze, pur restando, le nozioni base, sostanzialmente invariate. Le diapositive aggiornate saranno rese disponibili sulla piattaforma Elly man mano che si svolgeranno le lezioni. Per gli studenti non frequentanti lo studio delle diapositive dovrà essere integrato con lo studio sui testi suggeriti perché le informazioni che contengono sono abbastanza schematiche e sono sviluppate durante le lezioni e con la discussione di casi di studio.
Gli articoli discussi saranno resi disponibili sulla piattaforma Elly.
Si ricorda agli studenti, in particolare i non frequentanti, di controllare il materiale didattico disponibile e le indicazioni fornite dal docente tramite la piattaforma Elly.
Metodi didattici
Si alterneranno lezioni frontali con discussioni collettive di problemi specifici. Gli studenti saranno chiamati a preparare due seminari su due articoli scelti nelle banche dati bibliografiche (fra i più recenti). Nel primo seminario saranno discussi articoli riguardanti l’isolamento di ceppi microbici capaci di biodegradare o biotrasformare varie tipologie di inquinanti, nel seminario finale si discuteranno articoli che trattano di diverse tipologie di bioremediation in situ ed ex situ, di esperimenti pilota in micro- o meso-cosmo o in impianti pilota in campo con la caratterizzazione delle comunità microbiche implicate nel processo. Il secondo seminario sarà, per gli studenti frequentanti, oggetto di valutazione.
Modalità verifica apprendimento
Per gli studenti che frequenteranno le lezioni il primo seminario sarà come un’esercitazione e non verrà valutato. Sarà invece valutato il seminario finale e verranno verificate 1) la capacità dello studente di scegliere l’argomento in base alle consegne del docente; 2) la sua capacità di estrapolare dall’articolo scientifico scelto le informazioni sostanziali e 3) la capacità di esporre (anche con l’uso di diapositive) il lavoro scelto e discuterne i risultati. Alla fine del seminario il docente porrà una domanda generale su uno degli altri argomenti del corso.
Per gli studenti non frequentanti l'esame sarà orale e verificherà che lo studente conosca gli argomenti svolti nel programma, li sappia esporre e discutere e sappia collegare i vari aspetti, biochimico-molecolare, tecnologico, normativo relativi ai diversi tipi di inquinamento.
Altre informazioni
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Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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