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Ultimo aggiornamento
10 Settembre 2012


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Ambiente per lo smaltimento dei rifiuti, la depurazione delle acque contaminate e la identificazione di sostanze tossiche presenti nel terreno, nell'aria e nelle acque.



Introduzione

Le biotecnologie applicate all'ambiente sono un campo di applicazione relativamente recente, ma negli ultimi anni si è venuta a creare una domanda di mercato di straordinarie dimensioni, poiché si ritiene possano assicurare il corretto smaltimento dei rifiuti e il riciclo delle materie prime in nuovi ed ecocompatibili prodotti. Le biotecnologie possono fornire concrete risoluzioni ad una serie di problemi dovuti allo sfruttamento delle risorse naturali ed alla continua e costante urbanizzazione. Ad esempio, poiché consumiamo acqua pulita più velocemente di quanto questa si rigeneri nelle falde o nei fiumi, si presenteranno con sempre maggior frequenza problemi di approvvigionamento idrico.


Soluzioni biotecnologiche per l'ambiente

Attengono alle biotecnologie le potenzialità nel recupero e nella purificazione delle acque reflue in modo da poterle riutilizzare. Così la fitodepurazione che è un processo naturale, atto a depurare le acque reflue, utilizza piante ingegnerizzate ad impatto nullo per l'ambiente o associazioni di microrganismi e vegetali come filtri biologici attivi in grado di ridurre gli inquinanti in esse presenti, con consistenti vantaggi in termini di risparmio energetico e di costi di gestione rispetto ai metodi tradizionali di depurazione. Le biotecnologie vengono ancora utilizzate, per il trattamento dei rifiuti solidi e per il biorisanamento dei siti inquinati. In linea generale la conversione dei prodotti di rifiuto urbani, industriali o agrozootecnici avviene grazie all'utilizzazione di appropriati microrganismi in sostanze riutilizzabili da parte degli organismi viventi.


Il problema dei rifiuti

Attualmente nei rifiuti su ritrovano circa 100.000 nuove sostanze ottenute mediante sintesi chimica e come tali praticamente sconosciute ai microrganismi naturalmente preposti ai processi biodegradativi. Il ricorso all'ingegneria genetica potrà essere essenziale per la realizzazione di "nuovi" microrganismi in grado di demolire queste sostanze xenobiotiche: è così che molti composti tossici come gli idrocarburi policiclici aromatici possono essere degradati. Parallelamente sono state individuate piante iperaccumulatrici di metalli pesanti, ne sono stati isolati i geni regolatori per la produzione di proteine, complessati e poi trasferiti in piante più idonee a sostenere i cicli di depurazione, assicurando così una migliore e più efficiente rimozione dei metalli pesanti.

Ci affideremo alle biotecnologie per monitorare costantemente i livelli di inquinanti ambientali siano essi di terra, acqua o aria. La diagnostica ambientale si avvale di strumenti biotecnologici per l'identificazione di sostanze tossiche presenti nel terreno, nell'aria e nelle acque. A questo scopo trova sempre maggiore applicazione l'utilizzo di biosensori: sistemi bio-chimico-fisici costituiti da mediatori biologici, anche viventi, capaci di registrare, selettivamente e reversibilmente, la concentrazione o l'attività di analiti diversi presenti in un dato campione. Recentemente sono state messe a punto nuove metodologie molecolari per il monitoraggio dei suoli che permettono di identificarne le comunità batteriche indici dello stato di salute e della funzionalità del suolo stesso. La complementarietà di queste biotecnologie con le correnti analisi chimico-fisiche del suolo permetteranno di giungere ad una migliore comprensione dell'evoluzione dei suoli, delle loro capacità di tollerare cariche inquinanti e di meglio definirne le vocazioni colturali.


Il futuro: la bioenergia

Per ultimo ricordiamo che le biotecnologie possono venire impiegate anche per lo sviluppo di prodotti e processi per la produzione di biogas da rifiuti, via questa che permette produzione di energia elettrica e calorica rinnovabile; non solo, recentemente sono in atto iniziative per la conversione di biomasse, mais, bietola, frumento, canna da zucchero ed altre specie erbacee e legnose in biocarburanti, bioetanolo, biodiesel ed idrogeno. Il processo viene realizzato per via microbiologica utilizzando funghi e batteri eterotrofi e foto autotrofici selezionati opportunamente per assicurare efficienza e sicurezza ai processi di trasformazione. Grazie all'applicazione di queste biotecnologie si potrà riciclare il carbonio organico prodotto dall'attività fotosintetica senza più ricorrere a quello proveniente dal carbonio fossile e dal petrolio. Questo a tutto vantaggio della riduzione progressiva dei gas serra immessi nell'atmosfera.
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