Laboratory of Analysis and Environmental Research

Responsabile scientifico

Prof. Stefano Papirio

Email: stefano.papirio@unina.it


Il LABORATORIO DI ANALISI E RICERCHE AMBIENTALI (LARA) occupa un’ala del terzo piano dell’edificio 8 del Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale di UNINA, con superficie di circa 200 m2, nonché un locale al piano terra ove è collocata la maggior parte degli impianti sperimentali.

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PRINCIPALI APPARECCHIATURE ANALITICHE

  • Cromatografi ionici (IC), liquidi ad alta prestazione (HPLC) e gas cromatografi con spettrometro di massa (GC-MS) e con detector a conduzione termica (GC-TCD);
  • Spettrometro di massa a plasma (ICP-MS);
  • Spettrometri ad assorbimento atomico (AAS) ed atomico a fluorescenza (AFS);
  • Risonanza magnetica nucleare con spettrometria di massa (NMR-MS);
  • Spettrofotometri a raggi UV/Vis e a fluorescenza;
  • Analizzatore di carbonio organico totale (TOC);
  • Analizzatore CHONS elementare;
  • Respirometro.

Oltre alle citate apparecchiature analitiche, il LARA è equipaggiato con la seguente strumentazione per il pretrattamento e la preparativa dei campioni:

  • Bilance di precisione;
  • Forni;
  • Muffola;
  • Liofilizzatore;
  • Mineralizzatore a microonde;
  • Digestore per misure di domanda chimica d’ossigeno (COD);
  • Distillatore per misure di azoto ammoniacale e totale Kjeldahl (TKN).

PRINCIPALI ANALISI AMBIENTALI E PROCEDURE

  • pH, ossigeno disciolto, temperatura, potenziale Redox, conducibilità, torbidità;
  • Contenuto di acqua, solidi totali, sospesi, disciolti, volatili e non volatili;
  • Domanda biochimica d’ossigeno (BOD5) e COD;
  • Carbonio organico ed inorganico totale (TOC e TIC);
  • Azoto e fosforo totali;
  • Ioni (es. nitrati, nitriti, solfati, selenati, tiosolfati, cloruri, fosfati);
  • Metalli pesanti;
  • Costituenti organici (es. derivati del petrolio, idrocarburi policiclici aromatici, acidi grassi volatili, carboidrati, proteine, lipidi);
  • Costituenti di miscele gassose e biogas (es. metano, anidride carbonica ed idrogeno molecolare);
  • Misure quantitative di CH4 e H2 attraverso metodo a spostamento di liquido;
  • Estrazione di metalli e costituenti organici da suoli e residui solidi;
  • Parametri di disidratabilità dei fanghi di depurazione.

Linee di ricerca

Nutrienti

Sperimentazione e modellazione matematica su:

  • Sistemi tradizionali (i.e. CAS) ed innovativi (e.g. MBR e MBBR) per la rimozione biologica dell’azoto da acque reflue urbane ed industriali;
  • Denitrificazione autotrofa;
  • Accoppiamento dei cicli biogeochimici dell’azoto e dello zolfo;
  • Colonizzazione di biofilm multispecie con microrganismi eterotrofi, nitrificanti, denitrificanti, AnAmmOx e solfato-riduttori;
  • Solfato e selenato riduzione biologica;
  • Sistemi con microalghe per la rimozione di N e P.

Metalli

  • Stimolazione, inibizione e tossicità dell’aggiunta di metalli in sistemi biologici;
  • Utilizzo di Fe(II) per la stimolazione della denitrificazione autotrofa e produzione/recupero di biominerali; Precipitazione dei metalli con solfuro biogenico;
  • Co-precipitazione dell’arsenico su biominerali di ferro;
  • Recupero di metalli e terre rare da rifiuti da apparecchiature elettriche ed elettroniche;
  • Rimozione di metalli pesanti da suoli con agenti chelanti attraverso soil washing e soil flushing;
  • Modellazione matematica dei meccanismi (e.g. precipitazione, complessazione) relativi all’aggiunta di metalli in tracce in digestione anaerobica.

Disinfezione e acque potabili

  • Controllo dei sottoprodotti della disinfezione nei sistemi acquedottistici;
  • Modellazione della formazione di trialometani (THMs) nelle reti di distribuzione idrica; Valutazione del dosaggio ottimale di cloro;
  • Modellazione del decadimento della qualità dell’acqua nelle reti idriche.

Processi di ossidazione avanzata

  • Rimozione di composti farmaceutici da acque di scarto con processi elettrochimici;
  • Processi Fenton e ElectroFenton;
  • Rimozione di tensioattivi con processi di ossidazione anodica;
  • Accoppiamento di processi elettrochimici e biologici (e.g. BioelectroFenton);
  • Valutazione dell’efficacia di differenti materiali per anodo e catodo;
  • Fotocatalisi di microinquinanti;
  • Valutazione dell’ecotossicità di reflui a monte e a valle dei processi di ossidazione avanzata.

Bioenergia e biorisorse da rifiuti

  • Digestione anaerobica e co-digestione di reflui zootecnici, FORSU e residui lignocellulosici;
  • Digestione anaerobica «dry» e modellazione matematica;
  • Calibrazione e validazione di modelli matematici volti allo studio dell’influenza della granulometria dei substrati organici in prove di biometanazione;
  • Stabilità e disidratabilità di fanghi CAS e MBR;
  • Dark e photo-fermentation per la produzione di idrogeno (H2), acidi grassi volatili (VFA) e poli-idrossi-alcanoati (PHA);
  • Utilizzo di colture ipertermofile pure per la produzione di H2 e acido lattico;
  • Degradabilità dell’amianto in rifiuti cementizi attraverso VFA biogenici prodotti attraverso dark fermentation;
  • Purificazione di biogas e bio-raffineria con sistemi a microalghe.

Idrocarburi policiclici aromatici

  • Cinetiche di volatilizzazione, desorbimento e adsorbimento di naftalene, antracene, fenantrene, pirene e benzo(a)pirene in argille e torba;
  • Land farming e compostaggio di suoli contaminati con IPA;
  • Rimozione di IPA con tecniche di bio-stimulation attraverso aggiunta di digestati, FORSU e nutrienti a sedimenti marini;
  • Phyto-remediation;
  • Degradazione di fenantrene attraverso processi di ossidazione avanzata di anodic oxidation.

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