PROGETTI
Titolo
AGRIFAST: A joint Italy-Israel laboratory for hyperspectral remote sensing of agricultural soils for promoting precision farming from Satellite
Area Tematica
Agricoltura di precisione; monitoraggio variabili ambientali a terra e da remoto; modellistica eco-idrologica; spettroscopia del suolo.
Referente
Prof. Ing. Nunzio Romano
Durata
2021 - 2023
Descrizione
Il processo di innovazione nel contesto dell’agricoltura di precisione è molto rapido e in continua evoluzione, soprattutto per quanto riguarda lo sviluppo e l’uso di sensori a terra e remoti e delle loro reti, nonché l’applicazione pratica di modelli di simulazione. I due partner CIRAM-Italia TAU-Israele propongono la creazione e messa a punto di un laboratorio congiunto per affrontare queste problematiche e che beneficerà dell'esperienza, della competenza e del know-how disponibili sulle scienze dell'idrologia del suolo e del telerilevamento del suolo. TAU è leader mondiale nella spettroscopia del suolo e nella modellazione spettrale del suolo da domini di telerilevamento vicini e lontani e CIRAM-UniNA è leader mondiale nel monitoraggio idrologico del suolo utilizzando attrezzature e infrastrutture innovative sul campo e di laboratorio.
Keywords
spettroscopia del suolo; idrologia del suolo; monitoraggio iperspettrale da remoto; mappatura digitale del suolo; modelli di previsione
Pubblicazioni
Francos et al. 2022. Estimation of water infiltration rate in Mediterranean soils using airborne hyperspectral sensors. 12th EARSeL Workshop on Imaging Spectroscopy, Potsdam (Germany), 22-24 June.
Palladino et al. 2022. Developing pedotransfer functions for predicting soil bulk density in Campania. Geoderma 412, 115726, 1-13, doi: 10.1016/j.geoderma.2022.115726.
Romano et al. 2022. Mapping soil properties for UAS-based environmental monitoring. In “Unmanned Aerial Systems for Monitoring Soil, Vegetation, and River Systems” (E. Ben-dor and S. Manfreda, eds.), Elsevier, The Netherlands, ISBN: 9780323852838.
Zhuang et al. 2022. Soil Moisture Mapping Using Uncrewed Arial Systems (UAS). EGU General Assembly 2022, Vienna, Austria, 23–27 May 2022, EGU22-10452, https://doi.org/10.5194/egusphere-egu22-10452.
Francos et al. 2021. Mapping water infiltration rate using ground and UAV hyperspectral data: A case study over Alento, Italy. Remote Sensing 13, 2606, 1-30, doi:10.3390/rs13132606.
PROGETTI
Titolo
Impiego di microalghe nella bioremediation delle acque per la rimozione di inquinanti responsabili dello stress ossidativo degli organismi acquatici
Area Tematica
Rischio antropico, bioremediation
Referente
Prof. Domenico Pirozzi
Durata
Dal 1/1/2025 al 31/12/2026
Descrizione
Il progetto si propone di sviluppare dei reattori, basati sull’impiego di microalghe, per la rimozione degli inquinanti che causano stress ossidativo negli ecosistemi acquatici. L’attività sperimentale sarà svolta prendendo in esame bacini idrici inquinati in Argentina (Riachuelo, Guaraní, La Plata) e in Italia (Po, Tevere, Adriatico).
La prima fase del progetto consentirà di selezionare ceppi di microalghe (es. Chlorella vulgaris, Scenedesmus sp.) in base alla loro capacità di tollerare, assorbire o trasformare gli inquinanti più comuni (metalli pesanti, composti di azoto e fosforo, pesticidi, farmaci). I ceppi di microalghe selezionati saranno coltivati in condizioni di laboratorio e sottoposti a diverse concentrazioni di inquinanti in condizioni controllate. L’allestimento sperimentale simulerà le condizioni reali di qualità dell’acqua (ad esempio variando luce, temperatura e pH) per garantire la rilevanza dei risultati. I bioreattori saranno monitorati nel tempo per quanto riguarda la qualità dell’acqua (misurando la concentrazione degli inquinanti) e la crescita delle alghe (misurando la densità cellulare e la produzione di biomassa).
La seconda fase del progetto sarà finalizzata alla verifica dell’effetto delle acque trattate da microalghe sullo stress ossidativo di organismi acquatici (es. pesci, Daphnia) attraverso l’analisi di indicatori biologici, come la perossidazione lipidica e l’attività degli enzimi antiossidanti. L'efficacia delle microalghe nel mitigare lo stress ossidativo sarà valutata confrontando i livelli dei biomarcatori negli organismi esposti all'acqua non trattata e trattata.
La terza fase del progetto consisterà nella realizzazione di un impianto in scala pilota in cui le condizioni sperimentali (tra cui intensità luminosa, pH, temperatura) saranno ottimizzate per massimizzare la rimozione degli inquinanti e la crescita microalgale. Saranno testati nanomateriali specifici (p.es. Fe₃O₄ magnetico, zeoliti magnetiche, TiO₂) per adsorbire gli inquinanti, migliorando così l’attività delle microalghe. I nanomateriali potranno anche ottimizzare la raccolta della luce per la fotosintesi delle microalghe, diffondendo o concentrando la luce, aumentando l’efficienza della crescita algale anche in condizioni di illuminazione subottimale.
Una volta completati con successo i test in laboratorio, i risultati ottenuti saranno impiegati per lo sviluppo di bioreattori in scala pilota per valutare la fattibilità del biorisanamento in condizioni reali.
Keywords
Microalgae, Bioremediation, Wastewaters, Oxidative stress, Nanomaterials