Obiettivi formativi
Il corso fornisce le basi per l'analisi e la valutazione del funzionamento di sistemi acquatici lotici e lentici (e.g., misure di metabolismo, di stato trofico, di richio di deossigenazione, di inefficienza nel ciclo di macronutrienti). Gli studenti apprendono come scrivere o interpretare un report tecnico o la letteratura scientifica.
Il corso è declinato per laureandi in Scienze Ambientali ed Ecologia; non è un corso di chimica analitica ambientale anche se gli studenti imparano ad utilizzare diverse tecniche analitiche.
Prerequisiti
Non sono necessari prerequisiti da parte degli studenti
Contenuti dell'insegnamento
Il corso "Laboratorio di Ecologia Acquatica" è un corso teorico-pratico organizzato in tre moduli.
Il modulo 1 è relativo alle analisi di gas di interesse biologico (O2, CO2, CH4, N2, N2O), alla misura dei loro flussi sedimento-acqua e acqua atmosfera e all'analisi dei fattori di regolazione delle loro dinamiche.
Il modulo 2 riguarda l'impiego dell'isotopo stabile 15N per la quantificazione dei processi microbici coinvolti nel ciclo acquatico dell'azoto (ammonificazione, nitrificazione, denitrificazione, nitrato ammonificazione e anammox).
Il modulo 3 riguarda l'analisi dei pool, della biodisponibilità e dei pattern di trasporto del fosforo da ecosistemi terrestri a ecosistemi acquatici. Un approfondimento specifico è relativo ai processi redox-dipendenti che determinano la mobilità del fosforo e di metalli come Fe e Mn in ambienti deossigenati.
I tre moduli sono affrontati a livello teorico, con presentazioni che riportano i protocolli analitici e sperimentali, e mediante esperimenti che vengono effettuati in campo e in laboratorio dagli studenti. I campioni raccolti dagli studenti durante le fasi sperimentali sono analizzati in campo mediante sistemi di misura portatili (e.g., analizzatori di gas serra LiCor, sonde multiparametro, sistemi di microprofilazione), nei laboratori del podere Ambolana Moroni (spettrofotometria, potenziometria, amperometria, gravimetria, titolazioni e spettroscopia di assorbimento atomico) o presso l'Università di Ferrara (spettrometria di massa).
Programma esteso
Modulo 1
-Metodi analitici per la misura di O2, CO2, CH4, N2, N2O (microelettrodi, planar optodes, titolazioni, spettrofotometria, gas cromatografia, spettrometria di massa)
-Incubazioni di micro e mesocosmi per misure di metabolismo (produzione primaria, respirazione aerobica, anaerobica e totale)
-Misure in situ di scambi di gas ad effetto serra tra acqua e atmosfera mediante camere galleggianti e misuratori portatili.
Modulo 2
Uso di 15NO3, 15NH4+ e 30N2 e spettrometria di massa per misure di tassi microbici di ammonificazione, nitrificazione, denitrificazione, azoto fissazione, nitrato ammonificazione e anammox.
-Misura del ciclo dell'azoto in mesocosmi con sedimenti vegetati e bioturbati e in sedimenti di controllo.
Modulo 3
-Speciazione e caratterizzazione dei pool di fosforo negli ecosistemi terrestri e acquatici (estrazioni sequenziali, spettrofotometria, spettroscopia di assorbimento atomico)
-Analisi in microcosmi della mobilità del fosforo, del ferro e del manganese in relazione alla deossigenazione dell'acqua
Bibliografia
Le metodiche analitiche sono estratte dagli Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater e sono rese disponibili in lingua italiana e in inglese. Tutto il materiale di supporto ai tre moduli (e.g., protocolli sperimentali per le misure isotopiche, estrazioni sequenziali del fosforo dai sedimenti) sono riportati in una dispensa caricata sul portale Elly del corso. Articoli scientifici sono inoltre caricati come materiale di supporto all'apprendimento.
Metodi didattici
Il corso è teorico pratico. La parte pratica viene svolta mediante esperimenti che generano campioni. Gli esperimenti sono pianificati per poter applicare test statistici, rispondere a domande precise e formulare pareri di tipo tecnico.
I campioni sono analizzati dagli studenti sotto la guida di esperti.
La parte pratica anticipa sempre quella teorica, che serve per creare un contesto e per interpretare le esperienze di campo e di laboratorio. La parte teorica include sempre casi di studio che permettono agli studenti di capire le potenziali applicazioni delle analisi e dei test effettuati.
Modalità verifica apprendimento
L'esame consiste in un test scritto con problemi a risposte multiple.
Altre informazioni
In caso di presenza di studenti Erasmus il corso viene erogato in lingua inglese.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
6 acqua pulita
13 Lotta al cambiamento climatico
14 vita sott'acqua
