Giovedì 15 Settembre 2011, ore 9,30 Napoli, Piazzale Tecchio , Aula Scipione Bobbio

Giovedì 15 Settembre 2011, ore 9,30Giovedì 15 Settembre 2011, ore 9,30Napoli, Piazzale Tecchio, Aula Scipione BobbioNapoli, Piazzale Tecchio, Aula Scipione Bobbio

Foto della torre di piazzale Tecchio

Incontro sul tema:Ingegneri per l’Ambiente ed il Territorio:

esperienze, sfide e opportunità

Università degli Studi di Napoli Federico IIFacoltà di Ingegneria

Corso di Laurea in Ingegneria per l’Ambiente ed il TerritorioPatrocinio dell’Ordine degli Ingegneri di Napoli

Il Corso di Laurea in IngegneriaIl Corso di Laurea in Ingegneriaper l’Ambiente ed il Territorioper l’Ambiente ed il Territorio

Ing. Denis Trani

Laurea Specialistica in Ingegneria per l’ambiente e il Territorio

Curriculum protezione e risanamento dell’ambiente


Aremberg Castle

Katholieke Universiteit Leuven, BelgiumFaculty of Bioscience Engineering

Division of Soil and Water Management

Tirocinio & tesi da 30 crediti presso:


Promotors:

Prof. Dr. Ing. Massimiliano Fabbricino

Prof. Dr. Ing. Dirk Springael

Supervisor:

Dr. Ing. Philip Breugelmans


Tecniche di biologia molecolareTecniche di biologia molecolare

analisi di mineralizzazione marcata con 14Canalisi di mineralizzazione marcata con 14C estrazione del DNAestrazione del DNA PCRPCR AGEAGE DGGEDGGE HPLCHPLC piastraturapiastratura


Titolo tesi:Titolo tesi:

Survival and activity of Survival and activity of phenanthrene degrading phenanthrene degrading

Sphingomonas sp. LH128 in soil Sphingomonas sp. LH128 in soil microcosmsmicrocosms


valutare l'effetto di differenti contenuti d'acqua nel valutare l'effetto di differenti contenuti d'acqua nel terreno sulla sopravvivenza e l'attività del ceppo terreno sulla sopravvivenza e l'attività del ceppo Sphingomonas Sphingomonas sp. LH128 degradante fenantrene sp. LH128 degradante fenantrene

studiare l'influenza dei diversi parametri fisico-studiare l'influenza dei diversi parametri fisico-chimici del suolo sulla sopravvivenza e sull’attività chimici del suolo sulla sopravvivenza e sull’attività di degradazione del ceppo di degradazione del ceppo SphingomonasSphingomonas e di e di individuare il più importante di questi fattori individuare il più importante di questi fattori attraverso un’analisi statistica multivariata attraverso un’analisi statistica multivariata

Scopo della ricerca: Scopo della ricerca:


3 terreni con differente contenuto di umidità

20 terreni con diverse caratteristiche fisico-chimiche

0% WHC/4 WHC/2 WHC WHC*2

151

152

283

Caratterizzazione fisico-chimica:

• pH• Water holding capacity (WHC at pF 2)• Total carbon (TC)• CaCO3

• Organic carbon (OC)• Total nitrogen•Texture (particle size distribution)•..........

25 parametri del terreno

Due esperimenti in microcosmi di terreno:Due esperimenti in microcosmi di terreno:

Analisi in differenti punti temporali:

numero di cellule vitali (piastratura)

concentrazione di fenantrene residuo (HPLC)


Impostazioni sperimentali…Impostazioni sperimentali…


1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

0 5 10 15 20 25 30 35

Time (days)

Via

ble

ce

ll n

um

be

rs

(CF

U/g

so

il)

0% WHC/4 WHC/2 WHC WHC*2 Control (WHC)

0

100

200

300

400

500

600

700

0 5 10 15 20 25 30 35

Time (days)

Ph

en

an

thre

ne c

on

cen

trati

on

(mg

/kg

so

il)

So

il 1

51 (

WH

C:

42%

)

Su

rviv

al

Ac

tivi

ty

Influenza del contenuto di umidità...


1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

0 5 10 15 20 25 30 35

Time (days)

Via

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(CF

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il)


0

100

200

300

400

500

600

700

0 5 10 15 20 25 30 35

Time (days)

Ph

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il)

So

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52 (

WH

C:

32%

)

Su

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1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

0 5 10 15 20 25 30 35

Time (days)

Via

ble

ce

ll n

um

be

rs

(CF

U/g

so

il)


0

100

200

300

400

500

600

700

0 5 10 15 20 25 30 35

Time (days)

Ph

en

an

thre

ne

co

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en

tra

tio

n

(mg

/kg

so

il)

So

il 2

83 (

WH

C:

26%

)

Su

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ty



1,00E+00

1,00E+01

1,00E+02

1,00E+03

1,00E+04

1,00E+05

1,00E+06

1,00E+07

1,00E+08

1,00E+09

1,00E+10

Soil

Via

ble

ce

ll n

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(CF

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il)

Day 0 (Inoculum) Day 1 Day 10 Day 20

Su

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al

Influenza dei parametri fisico-chimici...


0

20

40

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80

100

0 10 20

Time (days)

Ph

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trati

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138 139 140 141 144 145147 149 151 152 153 155156 157 158 159 277 278283 324 control151 control152

Ac

tivi

ty

Influenza dei parametri fisico-chimici...


% Residual phenanthrene at

day 20

Cell numbers at day 20

pH pHCorg/N Silt (2-53 μm)

Sand (53-2000 μm) Exch MgSilt (2-53 μm) Exch MnClay (< 2 μm) Exch Al

CEC AloxExch Ca FeoxExch K MnoxExch Al Pb

Alox CdMnox

NiCr

PLSRMost important parameters Il PLSR ha fornito un modello predittivo più

semplice (con meno variabili) e più accurato rispetto al PCR sia per la concentrazione residua di fenantrene sia per il numero di cellule

L'analisi statistica multivariata mediante Principal Component Regression (PCR) e Partial Least Square Regression (PLSR), ha permesso l'identificazione dei parametri abiotici più importanti del suolo.


• per consentire la nascita e la crescita di batteri introdotti in microcosmi di terreno sterile, è richiesto un tenore di umidità minimo.

• 100% - 200% della capacità di ritenzione idrica del terreno (a pF 2) può essere considerato come contenuto di umidità idoneo.

• elevato numero di batteri con specifiche proprietà cataboliche non comportano necessariamente un’elevata efficienza di degradazione.

• altre caratteristiche abiotiche del suolo devono essere considerate: tra queste il pH del terreno ha dimostrato di essere di importanza critica.

• attraverso un’analisi statistica multivariata, potrebbero essere identificati i fattori più importanti in un vasto insieme di caratteristiche fisiche e chimiche del suolo che influenzano la sopravvivenza, la crescita e l'attività di degradazione degli Sphingomonas sp. LH128 e potrebbe essere costruito un preciso modello di previsione basato sul PLSR.

• ottimizzazione del modello predittivo analizzando altri parametri del terreno.

• determinazione dell'influenza dei diversi parametri biotici del suolo (come il numero di cellule totale e la diversità batterica) sulla sopravvivenza e l'attività degli Sphingomonas sp. LH128.

Conclusioni generali…

Prospettive future…


parte del lavoro è stata presentata al meeting del BACSIN (Bacterial Abiotic Cellular Stress and Survival Improvement Network) svoltosi a Ispra nel Gennaio del 2011


LeuvenCittà universitaria

Capitale della birra

Borgo medievale

Situata al centro dell’Europa


Gita a Knokke (Mare del Nord) Gita a Knokke (Mare del Nord) organizzata dall’Università di Leuvenorganizzata dall’Università di Leuvencon il team del laboratoriocon il team del laboratorio


Vantaggi tratti da questa esperienza…

FormativiFormativi

apprendimento delle tecniche base della biologia molecolareapprendimento delle tecniche base della biologia molecolare

esperienza nel settore della bonifica di siti contaminatiesperienza nel settore della bonifica di siti contaminati

miglioramento della lingua inglesemiglioramento della lingua inglese

……è stata soprattutto un’esperienza di vita che mi ha è stata soprattutto un’esperienza di vita che mi ha permesso di allargare le mie conoscenze riguardo a permesso di allargare le mie conoscenze riguardo a persone, luoghi, usi e costumi , arricchendomi dal persone, luoghi, usi e costumi , arricchendomi dal

punto di vista umano.punto di vista umano.


Grazie per Grazie per l’attenzione e l’attenzione e auguri per il auguri per il nuovo anno nuovo anno accademico!accademico!

Documents

Giovedì 15 Settembre 2011, ore 9,30 Napoli, Piazzale Tecchio , Aula Scipione Bobbio