Tecnologie per la determinazione e l’abbattimento di composti potenzialmente tossici in ambienti confinati (indoor) e nelle emissioni.

L’insorgere di patologie che nell’uomo è spesso dovuto alla sua prolungata esposizione a composti tossici ed agenti patogeni che avviene in ambienti indoor; questo fenomeno è destinato ad acuirsi nei nuovi edifici ad alta efficienza energetica. Il mantenimento della qualità ambientale richiede lo sviluppo di tecniche di monitoraggio e di sistemi di abbattimento basati su diverse tecnologie.
L’attività di ricerca riguarda:

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Determinazione del Radon
Persona di contatto: Pietro Ragni

Il Radon è un gas radioattivo inodore, incolore, insapore generato dal decadimento dell’Uranio. La sua pericolosità è legata solo agli ambienti chiusi. È considerato dal WHO come la seconda causa di induzione del cancro al polmone (dopo il fumo delle sigarette). L’ISB da anni conduce, campagne di monitoraggio del Radon indoor nei locali di interesse di vari istituzioni ed organizzazioni di primaria importanza, fra le quali la Camera dei Deputati. È un obbligo dei datori di lavoro far monitorare l’eventuale presenza del radon nei locali interrati e seminterrati.

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Determinazione di VOC in ambienti indoor e nelle emissioni
Persona di contatto: Paolo Ciccioli

Anche se presenti in tracce (pptv-ppbv), i composti organici volatili (VOC) sono componenti importanti dell’atmosfera, poiché alcuni di essi sono altamente tossici (formaldeide, benzene, 1,3-butadiene), mentre altri agiscono da precursori dell’ozono troposferico o da gas ad effetto serra (CFC, CHFC). In ambienti confinati, dove possono accumularsi, i VOC possono concorrere ad indurre varie patologie tra cui la sickness building sindrome (SBS). L’ISB ha le competenze per il campionamento, l’identificazione e la quantificazione di oltre 650 VOC in aria indoor ed in emissioni industriali. Insieme con un’azienda italiana ha sviluppato tecniche per l’abbattimento di VOC per via ossidativa.

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Determinazione di contaminanti in matrici ambientali ed alimentari per mezzo di analisi cromatografiche. Test di ecotossicità con Vibrio fischeri
Persone di contatto: Enrica Donati

L’attività di ricerca è finalizzata allo sviluppo di metodi di estrazione e di analisi cromatografica (HPLC, GC) per la determinazione di sostanze inquinanti (pesticidi, idrocarburi policiclici aromatici, fenoli, farmaci, interferenti endocrini) in matrici ambientali ed alimentari. Negli ultimi anni l’ISB ha inoltre maturato una notevole esperienza nell’esecuzione del saggio di ecotossicità con Vibrio fischeri (Microtox test), che consente di valutare la tossicità acuta di campioni, liquidi o solidi, utilizzando come risposta l’inibizione della bioluminescenza naturalmente emessa da un batterio marino gram negativo, appartenente alla specie Vibrio fischeri. Tale saggio viene utilizzato insieme all’analisi chimica per definire meglio il rischio ambientale dovuto ad una miscela di inquinanti.

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Tecnologie per il rilevamento della presenza di batteri e l’abbattimento di inquinanti nelle acque
L’inquinamento dell’acqua può avere ripercussioni gravi sulla salute umana, alcune competenze dell’ISB sono indirizzate allo sviluppo di tecnologie per rilevare la presenza di batteri e abbattere inquinanti organici nell’acqua.
L’attività di ricerca riguarda quindi:

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Rilevamento di batteri nelle acque
Persona di contatto: Cecilia Bombelli

L’attività di ricerca è volta allo sviluppo di liposomi come elementi sensoristici ed è stata oggetto del progetto europeo FP7-SME- 2011 “On-line industrial water quality analysis system for rapid and accurate detection of pathogens” (AQUALITY). In particolare, vengono sviluppati liposomi nei quali le caratteristiche ottiche di cromofori inclusi nel doppio strato lipidico sono sensibili alla riorganizzazione che segue l’interazione con i batteri. La stessa tecnologia è applicabile al rilevamento di batteri in ambienti confinati.

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Biorimedio enzimatico di inquinanti organici in acque reflue
Persone di contatto: Enrica Donati

L’attività di ricerca è focalizzata sull’uso di estratti fungini grezzi, contenenti l’enzima ligninolitico Laccasi, nella degradazione in soluzione acquosa di inquinanti organici e sull’ottimizzazione di metodi per l’immobilizzazione di enzimi su supporti solidi a basso costo. Quest’ultima attività viene applicata per preparare biocatalizzatori costituiti dall’enzima Laccasi immobilizzato su zeoliti naturali. L’interesse verso questo enzima è dovuto al fatto che le Laccasi fungine, rispetto alle Laccasi provenienti da altre specie, hanno un potenziale di ossidoriduzione più elevato, sono quindi più adatte ad essere utilizzate nelle applicazioni biotecnologiche, come la rimozione di inquinanti organici da acque reflue domestiche, industriali o urbane.

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Personale coinvolto:
Cecilia Bombelli
Paolo Ciccioli (associato)
Francesca D’Acunzo
Enrica Donati
Carlo Galli (associato)
Patrizia Gentili (associato)
Osvaldo Lanzalunga (associato)
Andrea Lapi (associato)
Pietro Ragni

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Collaborazioni:
IIA-CNR
IBIMET-CNR
ISAFOM-CNR
IVALSA-CNR
IBAF-CNR
IRSA – CNR
IBBA-CNR
DISBA-CNR
Università di Ghent
ESA (European Space Administration)
RIELCO S.r.L.

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Progetti in atto:

• Development of a Fibre Degradation Unit (MELiSSA), ESA RFQ/3- 14199/14/NL/AT
• Progetto SEMA S.r.L. FILAS Lazio: Sviluppo di un sistema ADECO per la rimozione dei VOC
• Progetto Regione Campania BIOQUAR consulenza campionamento ed identificazione VOC tossici emessi da discariche incontrollate

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Pubblicazioni recenti:

• Ragni P. “Campagna di monitoraggio del Radon alla Camera dei Deputati – Relazione 2016” Rapporto tecnico presentato al Servizio Sicurezza e Prevenzione della Camera dei Deputati 2017
• Vaha-nissi M., Koivula H. M., Raisanen H. M., Vartiainen J., Ragni P., Kentta E., Kaljunen T., Malm T., Minkkinen H., Harlin A..“Cellulose nanofibrils in biobased multilayer films for food packaging” J. Appl. Polym. Sci. 134, 44830. (2017)
• Baraldi R., Rapparini F., Facini O., Kemper Pacheco C. J., Matteucci G., Brancaleoni E., Ciccioli P. “Biogenic Volatile Organic Compound Emissions, in: The greenhouse gas balance of Italy: an insight on managed and natural terrestrial ecosystems” Valentini R. and F. Miglietta edrs., Spinger Science, Germany, 2015 pp. 47-60, ISBN 978-3-642-32424-6
• Ciccioli P., Centritto M., Loreto F. “Biogenic volatile organic compound emissions from vegetation fires” Plant, Cell and Environment 2014, 37, 1810–1825
• Kemper Pacheco C. J., Fares S., Ciccioli P. “A highly spatially resolved GIS-based model to assess the isoprenoid emissions from key Italian ecosystems” Atmospheric Environment 2014, 96, 50-60
• Brilli F., Gioli B., Ciccioli P., Zona D., Loreto F., Janssens I. A., Ceulemans R. “Proton Transfer Reaction Time-of-Flight Mass Spectrometric (PTR-TOFMS) determination of volatile organic compounds (VOCs) emitted from a biomass fire developed under stable nocturnal conditions” Atmospheric Environment 2014, 94, 117-125
• Lusini I., Pallozzi E., Corona P., Ciccioli P., Calfapietra C. “Novel application of a combustion chamber for experimental assessment of biomass burning emission”
  Atmospheric Environment 2014, 94, 117-125
• Di Baccio D., Pietrini F., Bertolotto P., Pérez S., Barcelò D., Zacchini M., Donati E., “Response of Lemna gibba L. to high and environmentally relevant concentrations of ibuprofen: Removal, metabolism and morpho-physiological traits for biomonitoring of emerging contaminants”, Sci. Total Environ. (2017), 584-585, 363-373
• Donati E., Polcaro C.M., Ciccioli P., Galli E. “The comparative study of a laccase-natural clinoptilolite-basedcatalyst activity and free laccase activity on model compounds”, Journal of Hazardous Materials (2015), 289, 83-90
• De Paolis M.R., Lippi D., Guerriero E., Polcaro C.M., Donati E. “Biodegradation of α-, β-, and γ-Hexachlorocyclohexane by Arthrobacter fluorescens and Arthrobacter giacomelloi”, Appl. Biochem. Biotechnol (2013), 170, 514-524