Titolo della tesi: Sistemi bioelettrochimici applicati al biorisanamento: studio dell’attività elettrogenica di Cupriaividus metallidurans CH34 durante la degradazione di toluene.
Simone Zordan, Corso di Laurea Magistrale in Biotecnologie Industriali.
Relatore: Prof.ssa Giuseppina Bestetti
Correlatori: Dott.ssa Anna Espinoza, Dott. Matteo Daghio
I Sistemi Bioelettrochimici (BES) sono dispositivi in cui i microrganismi esoelettrogenici sono in grado di usare elettrodi come accettori/donatori solidi di elettroni. Grazie all’utilizzo dei BES, è possibile trattare matrici contaminate da idrocarburi che vengono ossidati all’anodo. Tuttavia, ad oggi, si conoscono solo alcune famiglie batteriche con attività idrocarburoclastiche ed allo stesso tempo elettroattivi. Il mio lavoro di tesi si è concentrato sullo studio della capacità di Cupriavidus metallidurans CH34 di degradare il toluene, come idrocarburo modello, in condizioni anaerobiche e dell’attività esoelettrogenica del ceppo in un sistema bioelettrochimico. Durante le attività di laboratorio ho allestito delle prove per valutare la capacità di degradare toluene in assenza di ossigeno. In seguito ho allestito ulteriori prove usando celle di elettrolisi microbiche (MEC) applicando un potenziale fisso all’anodo, in due condizioni di substrato differente. In succinato è stata testata l’attività elettrogenica del ceppo e studiato il meccanismo di trasporto degli elettroni all’anodo. Con toluene come unico substrato disponibile è stata determinata l’effettiva degradazione e un potenziale utilizzo nel campo del biorisanamento.
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Titolo della tesi: Sistemi bioelettrochimici per la rimozione di inquinanti dalle acque.
Gabriele Beretta, Corso di Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie per l’Ambiente e il Territorio.
Relatore: Dott. Andrea Franzetti
Correlatori: Dott. Matteo Daghio, Dott.ssa Anna Espinoza
Le acque sotterranee frequentemente possono essere impattate da idrocarburi di origine petrolifera, metalli pesanti e altri inquinanti antropici, che, a causa della loro tossicità, devono essere rimossi tramite l’impiego di tecniche di bonifica. Tra queste tecniche il biorisanamento spicca per la sua sostenibilità in termini ambientali ed economici.
Con il mio progetto di tesi, che si inserisce nel progetto BEVERAGE, intendo sviluppare un sistema bioelettrochimico per la rimozione simultanea di cromo esavalente e idrocarburi, sfruttando la capacità di diversi microrganismi di mineralizzare gli idrocarburi di origine petrolifera e ridurre il cromo esavalente.
L’uso di sistemi bioelettrochimici permette di stimolare il metabolismo microbico senza fornire ossigeno diminuendo potenzialmente il costo del trattamento. Una volta allestito il sistema bioelettrochimico ne studierò la struttura delle comunità microbiche presenti e la loro efficienza nel rimuovere i contaminanti.
Titolo della tesi: Identificazione di marcatori molecolari sito-specifici per la caratterizzazione dei processi biodegradativi in acquiferi contaminati da monoclorobenzene
Enrico Frigerio, Corso di Laurea Magistrale in Biotecnologie Industriali.
Relatore: Prof.ssa Giuseppina Bestetti
Correlatore: Dott.ssa Tatiana Stella
Negli ultimi anni, l’ampia diffusione di inquinanti nell’ambiente ha spinto la ricerca verso un maggiore interesse nell’applicazione di tecniche di risanamento biologiche che apportano, tra gli altri, vantaggi economici e ambientali rispetto ai tradizionali metodi di bonifica. Nella valutazione delle possibili strategie di biorisanamento, il monitoraggio di processi di attenuazione naturale (MNA) e la biostimolazione (BS) sono sempre più considerati in quanto consentono di sfruttare le potenzialità degradative intrinseche del sito riducendo al minimo l’intervento umano. In questo contesto, la mia tesi, che si inserisce nel progetto MIAMI, ha come scopo principale la caratterizzazione di un acquifero contaminato da monoclorobenzene (MCB) mediante la combinazione di analisi chimiche e molecolari per ottenere informazioni sui processi degradativi in atto e sulla comunità microbica coinvolta. Nello specifico, allestendo dei microcosmi in laboratorio con le acque provenienti dal sito e valutando l’efficienza sia del MNA che della BS, marcatori tassonomici e molecolari sito-specifici sono stati determinati mediante tecniche di sequenziamento di nuova generazione (Illumina) e PCR quantitativa di geni catabolici coinvolti nel pathway degradativo del MCB.
Titolo della tesi: Fillobiorisanamento: Utilizzo delle interazioni piante-batteri come strumento innovativo per il trattamento biologico di inquinanti atmosferici
Silvia Molinetti, Corso di Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie per l’Ambiente e il Territorio.
Relatore: Dott. Andrea Franzetti
Correlatore: Dott.ssa Isabella Gandolfi
Il progetto di tesi è inserito nel progetto SINERGIA e prevede la caratterizzazione delle comunità microbiche presenti sulle superfici fogliari di diverse specie di piante spesso presenti in contesti urbani (platano, tiglio), ponendo attenzione anche alla variabilità stagionale, al fine di identificare ceppi batterici in grado di rimuovere gli inquinanti presenti in atmosfera. La caratterizzazione sarà effettuata sia tramite tecniche molecolari di sequenziamento di nuova generazione (Illumina) sia tramite l’isolamento di ceppi batterici coltivabili sia epifitici che endofitici.
Titolo della tesi: Utilizzo di sistemi bioelettrochimici nel biorisanamento di sedimento contaminato da idrocarburi.
Chiara Perri, Corso di Laurea Magistrale in Biotecnologie Industriali.
Relatore: Prof.ssa Giuseppina Bestetti
Correlatore: Dott. Matteo Daghio
Spesso gli idrocarburi persistono negli ambienti marini a causa della mancanza di accettori di elettroni. Le tecniche attuali di bonifica sono piuttosto dispendiose dal punto di vista economico e ambientale. Lo scopo del mio progetto è stimolare la degradazione degli idrocarburi all’interno di un sistema bioelettrochimico, in cui l’elettrodo agisce potenzialmente da accettore degli elettroni. Ho svolto la prima parte del lavoro presso il Center of Microbial Ecology and Technology (cmet), Facoltà di Bio-Ingegneria all’Università di Gent (Belgio), dove ho allestito un sistema costituito da due componenti: una parte per l’estrazione degli idrocarburi da sedimento contaminato con olio minerale e una parte bioelettrochimica per la loro degradazione. Durante l’esperimento ho monitorato la produzione di corrente dovuta alla rimozione degli idrocarburi. Una volta terminato l’esperimento di degradazione ho svolto le analisi microbiologiche (Sequenziamento Illumina del gene 16S rRNA) e chimiche (gas-cromatografiche) presso il DISAT, Università degli Studi di Milano-Bicocca.
Titolo della tesi: Ottimizzazione del processo di biodevulcanizzazione di pneumatici a fine vita.
Riccardo Perri, Corso di Laurea Magistrale in Biotecnologie Industriali.
Relatore: Prof.ssa Giuseppina Bestetti
Correlatore: Dott. Valeria Tatangelo
La vulcanizzazione è un processo chimico ideato da Charles Goodyear per trasformare la gomma, mediante l’aggiunta di zolfo tra le singole catene del polimero, con il fine di conferire caratteristiche peculiari rispetto la gomma naturale quali la maggiore elasticità e resistenza; sfortunatamente tale aggiunta rende difficile il successivo riciclaggio.
Con il termine Biodevulcanizzazione si intende quel processo in cui vengono utilizzati batteri o altri agenti biologici per il trattamento di pneumatici a fine ciclo di vita. Grazie a lavori precedenti, è stato possibile isolare batteri con la capacità di rimuovere i legami zolfo-carbonio, che hanno dimostrato di poter efficacemente trattare polverino di pneumatico a fine vita per un successivo riutilizzo in nuove mescole.
Il mio progetto, invece, ha come obiettivo quello di identificare le condizioni migliori di trattamento, attraverso un approccio di “Design Of Experiment”, avvalendosi di pretrattamenti enzimatici e/o chimico-fisici, con lo scopo di rendere il polverino di pneumatico più “biodisponibile” all’azione batterica.