Relatore: Prof. Wael Hamd

Descrizione: This seminar will provide an overview of my research journey in photocatalysis and environmental sustainability. Emphasizing the role of nanostructured materials in advanced photocatalytic applications, the focus is on the synthesis and characterization of nanomaterials and thin oxide layers, including ZnO, SnO, TiO, and Fe₂O, engineered in mesoporous, nanorod, and nanoparticle structures. A key aspect is the development of ZnO nanorods for the efficient degradation of organic pollutants and microplastics in water. Ongoing research in Bari involves a solar-driven photocatalytic reactor for treating emerging contaminants in groundwater, with degradation pathways and byproducts tracked using LC-MS/MS.

SVELARE LE CARRIERE STEM: MICROBIOLOGIA E INGEGNERIA INSIEME PER UN APPROCCIO SOSTENIBILE ALLA DEPURAZIONE DELLE ACQUE

La Giornata Mondiale delle Zone Umide (World Wetlands Day), celebrata il 2 febbraio, ricorda la firma della Convenzione di Ramsar del 1971, un accordo internazionale dedicato alla protezione delle zone umide di rilevanza mondiale. L’obiettivo della giornata è sensibilizzare l’opinione pubblica sull'importanza cruciale di questi ecosistemi per gli esseri umani e il pianeta.

In questo seminario si descrive un innovativo modello matematico per studiare il flusso e traporto tridimensionale di contaminanti in reti di fratture di formazioni fratturate o DFN. L'unicità del modello proposto è quella di determinare mappe spaziali 3D delle concentrazioni trasportate dai flussi preferenziali nella rete di fratture delle formazioni rocciose, in ogni istante, oltre a fornire le convenzionali curve di restituzione delle concentrazioni all’uscita del DFN. Il modello è stato applicato ai dati di un test di tracciamento condotto al campo pozzi dell'IRSA di Bari.

As the largest source of non-frozen freshwater, groundwater is an essential component in the water resource management equation. However, across the globe, groundwater supplies are being exploited due to reoccurring droughts, increasing aridity, and increasing freshwater demand. Because groundwater is “hidden” beneath the surface, monitoring volumetric changes in storage is challenging. Space-based geodetic measurements of Earth’s time-variable gravity as well as deformation of Earth’s surface offer a means of measuring these changes. The Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) satellites and the second-generation Follow-On mission (GRACE-FO) observe small changes in Earth’s gravity field that, after correcting for other geophysical phenomenon, can be used to detect water storage changes with unprecedented accuracy. In addition to gravitational change, water and groundwater storage changes induce displacements of the Earth’s surface that are measurable using Global Navigation Satellite System (GNSS) station displacements and multi-temporal interferometric synthetic aperture radar (InSAR). In this talk, I will describe novel methods to combine these measurement systems with in-situ observations of groundwater level to track time-variable changes in water and groundwater quantity through two case studies. The first, in the Central Valley of California, where decades of groundwater overdraft accelerated by intense, multi-year droughts threaten the future of groundwater supplies. In the second, I will provide nearly two decades of groundwater storage trends across the Po Plain, Italy. I will show that in both places, utilizing these space-based detection methods allow us to better understand aquifer dynamics, help illuminate the underlying drivers of change, and improve monitoring of hazards related to groundwater overdraft such as aquifer system compaction and land subsidence, providing essential contextual information for future water management and drought resiliency planning.

Research into the impacts of climate change on subterranean biodiversity has revealed profound effects occurring at gene to community levels. However, our knowledge of how subterranean organisms, often constrained by a reduced capacity for dispersal or microhabitat selection, cope with environmental variation, remains incomplete. Experimental approaches exploring relevant physiological traits for coping with environmental stress in subterranean ecosystems can fill this knowledge gap and provide more realistic predictions of species’ responses to climate change than traditional approaches, such as correlative species distribution models.

I will give an overview of recent advances in climate change research on subterranean fauna with a focus on experimental studies. Early thermal tolerance studies revealed that specialization to the climatically stable deep subterranean environment led to reduced physiological capacity and plasticity to withstand thermal variability. Research in this area further underscores the importance of thermal variability in shaping heat tolerance in subterranean lineages. I will also discuss future research directions aimed at refining climate sensitivity estimates for subterranean fauna through complementary approaches. For example, exploring thermally sensitive molecular processes may help identify early signs of sublethal stress. Additionally, considering other limiting factors in subterranean environments, which potentially interact with temperature, could offer a more ecologically relevant understanding of physiological sensitivity. Ongoing work in my research team is directed towards estimating rates of evolutionary change in thermal tolerance to predict the potential for evolutionary rescue under rapid climate change.

The unique nature of the subterranean environment provides opportunities to advance conservation physiology and integrating physiological knowledge into vulnerability assessments to better protect subterranean biodiversity amidst the challenges posed by global change.

Un sincero GRAZIE a tutte le persone che hanno preso parte alla Notte Europea delle Ricercatrici e dei Ricercatori, rendendo l’evento speciale nelle diverse sedi del CNR Istituto di Ricerca Sulle Acque!

GeoMosaic: A flexible metagenomic pipeline combining biological and geochemical data to outline biosphere and geosphere interactions

The interaction between the biosphere and geosphere is essential for their co-evolution and has contributed to keeping our planet habitable for more than 4 billion years. Metagenomic studies of the environmental microbial communities are essential to describe them and their adaptations necessary to colonize such environmental conditions. Integrating this information, along with the geochemical and geological context is fundamental to outlining a complete overview of the bio-geo interaction. Here we present GeoMosaic, a flexible and customizable metagenomics pipeline (work in progress) combining biological and environmental, and geochemical data.

Relatore: Davide Vignati

Dopo una rapida revisione di alcuni concetti fondamentali relativi all’ecotossicologia, alla biodisponibilità e alla speciazione, il seminario esaminerà in dettaglio:

i problemi legati alla precipitazione di complessi carbonato e fosfato nel corso dei test di ecotossicità dei lantanidi (o terre rare),

le possibilità derivanti dall’utilizzo di un approccio isotopico per la valutazione ecotossicologica di elementi con più di uno stato di ossidazione (esempio del cromo),

i vantaggi di uno studio approfondito della speciazione per interpretare le discrepanze tra dati chimici ed ecotossicologici durante la valutazione del rischio in acque naturali con elevate concentrazioni di Nichel e Cromo.

I tre esempi proposti serviranno ad illustrare come lo studio approfondito della speciazione possa ulteriormente contribuire sia ad una migliore definizione delle norme di qualità ambientale per gli elementi in traccia sia ad un migliore utilizzo delle stesse per la protezione delle acque naturali.

I risultati scientifici mostrati nel video possono essere soggetti a proprietà intellettuale.

Simona Ramberti; Stefano Tersigni; Andrea Duro; Giovanni Braca; Emanuele Romano.

La Giornata Mondiale dell’Ambiente è stata istituita dall'Assemblea Generale delle Nazioni Unite nel 1972 e da allora rappresenta una piattaforma globale per sensibilizzare e stimolare l'azione per la protezione dell'ambiente. E’ un'occasione fondamentale per riflettere sulle problematiche ambientali globali e per promuovere azioni concrete volte a salvaguardare il nostro pianeta, cercando di coinvolgere governi, imprese, comunità e individui in iniziative che possano ridurre l'impatto ambientale e promuovere la sostenibilità.