- Docente: Fabio Fava
- Crediti formativi: 3
- SSD: CHIM/11
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Specialistica in Ingegneria per l'ambiente e il territorio (cod. 0450)
Conoscenze e abilità da conseguire
L'insegnamento ha lo scopo di fornire i fondamenti necessari per comprendere il ruolo della popolazione microbica nei diversi habitat naturali (con particolare riferimento a quelli contaminati) e gli aspetti microbiologici e tecnologici annessi alla conduzione ed ottimizzazione dei processi biotecnologici di interesse ambientale e per la bonifica di acque e suoli contaminati.
Contenuti
Composti chimici rilasciati nell'ambiente: loro classificazione, origine e destino e impatto ambientale.
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 Nitrato, Ferro, Solfato ed Anidride Carbonica 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. Fotosintesi anossigenica e ossigenica.
Cicli geochimici relativi al C, N, S e Fe e loro ubicazione nell'ambiente.
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.
Cenno alle tecniche di bonifica dei sedimenti contaminati.
Decontaminazione biotecnologica di acque reflue dell'industria chimica con composti xenobiotici organici: limiti della biotecnologia convenzionale e approcci innovativi.
Testi/Bibliografia
Madigan et al. (2003) Brock-Biologia dei Microrganismi. Vols. 1 e 2. Casa Editrice Ambrosiana. Milano.
Rittmann B.E., McCarty P.L. (2001) Environmental Biotechnology: principles and applications. McGraw-Hill Higher Education, New York, USA
Metodi didattici
Lezioni frontali piu' possibili esercitazioni di laboratorio facoltative
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
Esame finale orale
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Fabio Fava