Laboratorio ambientale

Lezioni (3 CFU): Unità di misura, equivalenze, u.d.m. utilizzate in ambito ambientale. I metalli pesanti: chimica e cenni di tossicologia. Il campionamento: pianificazione di un campionamento a seconda del comparto ambientale e degli scopi dell¿indagine. Metodiche di prelievo dei campioni, conservazione e vita media dei campioni. I metodi spettroscopici di analisi: UV-Vis, teoria, applicazioni, retta di taratura. Risonanza Magnetica Nucleare (NMR): teoria, chemical shift, nuclei quadrupolari, costanti di accoppiamento. NMR di nuclei diversi da H e C. Spettrometria di massa: teoria, strumentazione, applicabilità. Quadrupolo e ICP-MS. Cromatografia: teoria della separazione cromatografica, utilizzo di GC e HPLC in ambito ambientale.Laboratorio (3 CFU): la sicurezza nei laboratori chimici. Campionamento nel sito oggetto di studio. Trattamento dei campioni, estrazione, separazione e quantificazione tramite UV-Vis e HPLC di pigmenti vegetali. Mineralizzazione dei campioni e analisi tramite ICP-MMMS per la determinazione di metalli pesanti e di altri elementi di interesse ambientale. Utilizzo dell¿NMR in ambito ambientale, acquisizione di spettri del Fosforo e di altri elementi. Analisi dei dati e discussione. Stesura della relazione finale.

Lezioni (3 CFU): Resistenza e metabolismo batterico dei metalli pesanti e dell¿Arsenico. Il campionamento microbiologico. Metodi di analisi e di monitoraggio delle comunità microbiche ambientali. Microbiologia della rizosfera. I batteri endofitici. I batteri promotori della crescita delle piante. Vita microbica in ambienti estremi: i drenaggi acidi di miniera. Depurazione biologica delle acque: analisi microbiologiche e parametri di legge. Gli impianti di trattamento delle acque a biofilm adesi. Bioreattori per produzione di idrogeno e metano. Biorisanamento di siti contaminati.Laboratori (3 CFU): La sicurezza nei laboratori di microbiologia. Campionamento sul sito oggetto d¿indagine. Preparazione delle frazioni di suolo rizosferico e rizoplano. Estrazione delle cellule di endofiti della pianta. Estrazione DNA da suolo rizosferico e dai tessuti vegetali. Allestimento di reazioni di polimerizzazione a catena (PCR) e di PCR quantitativa: 16S rRNA e geni funzionali. Corsa elettroforetica su gel di agarosio. Corsa elettroforetica su gel di acrilamide: tecnica con gradiente di denaturazione (DGGE). Analisi delle sequenze nucleotidiche. Analisi fenotipica di una collezione di isolati batterici ambientali: resistenza all¿arsenico, capacità di promozione di crescita delle piante (siderofori, IAA, EPS, solubilizzazione dei fosfati, ACC deaminasi). Analisi dei dati e discussione. Preparazione della relazione.

LEZIONI FRONTALI-Cause ed effetti delle principali forme di inquinamento nei suoli-L'inquinamento dei suoli da metalli pesanti: effetti sul sistema suolo-pianta.-Assorbimento e traslocazione di metalli pesanti nelle piante.- I metalli pesanti nella catena alimentare-Effetti tossici dei metalli pesanti sul metabolismo e la fisiologia delle piante-Meccanismi di tolleranza delle piante agli eccessi di metalli pesanti. -Le piante iperaccumulatrici di metalli pesanti -Esempi di tolleranza e iperaccumulo di Zn, Cd e As nelle piante-Riduzione del rischio della presenza di concentrazioni sub-tossiche di metalli pesanti e metalloidi negli organi eduli delle piante.-Uso della piante per la bonifica dei suoli inquinati con metalli pesanti e metalloidi: le diverse tecniche di phytoremediation (vantaggi e limiti)-Fattori e processi implicati nell'assorbimento, traslocazione e metabolismo di sostanze xenobiotiche organiche nei vegetali-Rischio per le catene alimentari dell'accumulo di residui di degradazione di sostanze xenobiotiche organiche negli organi delle piante.-Ruoli dei microbioma rizosferici ed endofitici nelle interazioni tra piante e sostanze inquinanti di origine diversa. -Bioindicatori e biosensori vegetali utili alla valutazione dello stato di inquinamento dei suoli -Uso di piante transgeniche per il monitoraggio e il risanamento ambientale -Elementi della normativa europea vigente in materia di presenza di metalli pesanti e dei principali inquinanti organici nei suoli e nelle matrici alimentari di origine vegetale ATTIVITÀ' SPERIMENTALI-Tecniche di campionamento in pieno campo per la rilevazione della natura e della intensità di fenomeni di inquinamento di acque, suoli e organismi vegetali-Georeferenziamento, catalogazione e conservazione di campioni di suolo, acque e biomasse vegetali-Tecniche strumentali per la valutazione della presenza e dei livelli di metalli pesanti e metalloidi ed eventuale loro speciazione nel suolo, in acque e biomasse vegetali: ICP-MS e HPL-ICP-MS (prove pratiche di preparazione ei campioni e d'analisi). Tecniche alternative: spettrometria di assorbimento atomico, laser ablation ICP-MS, micro x-ray fluorescence, synchrotron microbeam techniques. Peculiarità e limiti delle diverse tecniche. -Determinazione sperimentale dei valori di Kow di xenobiotici organici.-Estrazione e determinazione analitica dei livelli di xenobiotici organici in suoli, acque e matrici vegetali con tecniche HPLC, GC-MS e LC-MS-Valutazione a scala dimostrativa dell'efficienza di tecniche di phytoremediation a carico di inquinanti organici e inorganici presenti in un suolo-Valutazione dello stato fisiologico delle piante sottoposte a stress chimico: misure di fluorescenza e di scambi gassose nelle foglie.-Elaborazione statistica e rappresentazione di dati sperimentali