RICERCA ITALIANA     

Approcci fisiologici e molecolari per migliorare l'efficienza del biorisanamento da cromato

Università degli Studi di Firenze

Abstract

Tra i metalli pesanti il cromo è uno dei più usati trovando applicazione in vari settori industriali (metallurgico, chimico, produzione di refrattari, ecc.) ed è considerato uno dei più importanti e pericolosi inquinanti ambientali, sia a livello nazionale che internazionale. Infatti grandi quantità di cromato [Cr(VI)], che è solubile in acqua, altamente tossico, mutageno e cangerogeno, sono state e sono rilasciate nell'ambiente in seguito ad attività come la cromatura dei metalli, la conservazione del legno, la produzione di pigmenti. Generalmente il risanamento di siti contaminati da cromato è attuato tramite l'applicazione di metodologie fisico-chimiche che, oltre ad essere considerate molto costose specialmente per interventi su aree vaste, spesso a loro volta provocano danni ambientali. Pertanto vari gruppi di ricerca si stanno impegnando per mettere a punto una strategia basata sull'uso di microrganismi capaci di ridurre il cromo esavalente in cromo trivalente, forma poco solubile e meno tossica. Tuttavia per giungere a progettare ed applicare, su larga scala, un efficiente sistema di biorisanamento da cromato c'è la necessità di approfondire i complessi rapporti che esistono tra cromo e microrganismi. E' all'interno di questa problematica che si inserisce il presente progetto di ricerca che prevede la selezione di ceppi batterici con migliore fitness per un loro uso in processi di risanamento da cromato, l'analisi dei loro trascrittomi per l'identificazione dei geni >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Luciana GIOVANNETTI Università degli Studi di FIRENZE

Obiettivo del Programma di Ricerca

Il cromato [Cr(VI)] costituisce uno dei maggiori problemi legati all'inquinamento ambientale da metalli pesanti sia per la sua elevata pericolosità per salute dell'uomo (è altamente tossico, mutageno e cancerogeno) che per la sua mobilità (responsabile di una rapida diffusione dal sito di inquinamento). Le tradizionali strategie impiegate per il recupero di suoli e/o acque contaminate da cromato si basano su approcci fisico-chimichi, che sono proibitivi a livello economico, soprattutto per il trattamento di vaste aree, e spesso creano a loro volta problemi ambientali. Pertanto, sia a livello nazionale che internazionale, è nata l'esigenza di mettere a punto un'efficiente strategia di biorisanamento, accettabile dal punto di vista economico e a basso impatto ambientale, di siti contaminati da cromato. In questa problematica si inserisce il presente progetto di ricerca che ha come principale obiettivo quello di acquisire informazioni indispensabili per la realizzazione di un sistema biologico in grado di ridurre il Cr(VI) a Cr(III), forma meno tossica e poco solubile, in presenza di elevate concentrazioni di cromato.
Lo scopo sopra riportato sarà raggiunto mediante il conseguimento dei seguenti obiettivi intermedi:
--Individuazione di ceppi batterici che presentano fitness idonee (elevata MIC di Cr(VI) e Cr(III), alto tasso di riduzione del Cr(VI), elevata attività a basse temperature, flessibilità metabolica) per un loro impiego in processi di biorisanamento. >>>

Risultati parziali attesi

--Disponibilità di una collezione di ceppi caratterizzati per MIC di Cr(VI) e di Cr(III), per capacità di riduzione del cromato ed efficienza di riduzione in presenza di differenti condizioni colturali, per la presenza di plasmidi.
--Protocollo ottim

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

La contaminazione ambientale da metalli pesanti, sostanze tossiche per gli organismi, rappresenta uno dei maggiori problemi da risolvere soprattutto perché, da molti anni, un'intensa attività industriale e l'uso di pratiche agronomiche che impiegano ammendanti e fertilizzanti, che derivano da biomasse di scarto di varia natura (fanghi di depurazione, compost, residui di conceria), hanno fortemente contribuito ad una larga diffusione di questo tipo di inquinanti sia nei suoli che nelle acque. Pertanto da alcuni anni molta attenzione è stata rivolta a tutti processi industriali che portano al rilascio di materiali solidi e/o liquidi contenenti metalli pesanti e la legislazione per la protezione dell'ambiente da tali sostanze è diventata più severa, sia a livello italiano che internazionale (Benedetti, 1998; Chen and Hao, 1998).
Tra i metalli pesanti il cromo è uno dei più usati, la sua produzione mondiale è di circa 10 milioni di tonnellate all'anno, e trova applicazione in molti settori industriali: metallurgico, chimico, produzione di refrattari, ecc.(Cervantes et al., 2001). Il cromo, sebbene possa esistere sotto varie forme di ossidazione, nell'ambiente si trova soprattutto nelle forme trivalenti [Cr(III)] ed esavalenti [Cr(VI)] che sono le più stabili e che esercitano sugli organismi effetti diversi. Infatti, a differenza di altri metalli, il grado di pericolosità del cromo dipende dal suo stato di ossidazione, la forma esavalente è altamente solubile, tossica >>>