Bioattivatori come potenziale strategia per il recupero di sedimenti marini di dragaggio

Il presente lavoro di tesi, che si è svolto presso l’Istituto per lo Studio degli Ecosistemi (ISE) del CNR di Pisa, ha avuto l’obbiettivo di esaminare la fattibilità di una tecnologia di enzyme enhanced bioremediation utilizzata da sola e in combinazione con il trattamento di sediment washing, nella decontaminazione e nel recupero funzionale di sedimenti marini di dragaggio. In particolare, lo studio ha valutato l’efficacia di specifici bioattivatori (microrganismi, enzimi e sinergizzanti selezionati per la biodegradazione dei contaminanti organici) nella decontaminazione del sedimento tal quale e delle due frazioni granulometriche, sabbia fine (200μm - 63μm) e pelite (< 63μm), derivate dal trattamento di sediment washing. Lo studio è stato condotto in collaborazione con il porto di Livorno per risolvere il problema attuale della gestione dei sedimenti marini di dragaggio. I sedimenti interessati da tale studio sono stati dragati nell’area dell’imboccatura nord del porto e presentavano una contaminazione prevalente di contaminanti organici. La sperimentazione è iniziata a Luglio 2014 con il trattamento di sediment washing del sedimento di dragaggio su scala pilota ed il successivo trattamento di bioremediation del sedimento tal quale e delle frazioni ottenute (sabbia fine e pelite) su mesoscala. I trattamenti previsti per le tre matrici sono stati: i) controllo (non trattato) e ii) aggiunta di bioattivatori. Sulla pelite, con lo scopo di migliorare la struttura fisica della matrice, si è ritenuto opportuno applicare anche un terzo trattamento con bioattivatori e fango biologico stabilizzato. Il monitoraggio nel tempo dei sedimenti trattati ha previsto il prelievo delle tre matrici immediatamente dopo l’applicazione dei bioattivatori (t0) e a distanza di uno (t1) e tre mesi (t2). Su tali campioni sono stati determinati diversi parametri, considerati indicatori dei processi di decontaminazione e di recupero della funzionalità biologica: • parametri chimico-fisici (umidità, pH, conducibilità elettrica, azoto totale, ammoniaca, nitrati, carbonio totale, fosforo totale, fosforo assimilabile); • parametri biologici (respirazione microbica, attività degli enzimi deidrogenasi, butirrato esterasi, β-glucosidasi, fosfatasi e arilsolfatasi); • contaminanti inorganici (metalli pesanti totali e assimilabili) e organici (idrocarburi totali). I risultati hanno messo in evidenza un generale miglioramento delle caratteristiche chimico-nutrizionali e un aumento dell'attività e della respirazione microbica in tutte le matrici sottoposte a bioremediation (soprattutto nella pelite) rispetto ai relativi controlli. Gli enzimi idrolitici fosfatasi e, in particolar modo, β-glucosidasi hanno mostrato un aumento nel tempo nel sedimento tal quale e nella frazione pelitica, suggerendo l'attivazione del metabolismo legato alla presenza di substrati di P e C, rispettivamente. Gli idrocarburi totali hanno presentato una netta tendenza alla diminuzione nel sedimento tal quale e nella sabbia fine sottoposti a bioremediation. La pelite, trattata e non con bioattivatori, invece, non è stata capace di degradare una quantità significativa di contaminanti organici, molto probabilmente a causa del “seppellimento” di questi composti nei micropori dell’argilla, che risultano inaccessibili ai microrganismi. Solo con l’aggiunta del fango è stato riscontrato un aumento della degradazione degli idrocarburi in questa matrice. Tuttavia, in tutti i trattamenti il livello degli idrocarburi totali è rimasto al di sopra del limite soglia stabilito dal D.Lgs. 152/2006 per l’uso commerciale e industriale (tabella 1, colonna B). Per quanto riguarda i metalli pesanti, tutte le matrici (soprattutto la sabbia fine) hanno mostrato una bassa concentrazione rispetto al valore soglia imposto dal D.Lgs. 152/2006 per l’uso commerciale e industriale (tabella 1, colonna B); tale concentrazione, come atteso, è rimasta stabile nel corso della sperimentazione. Anche nell’acqua di lavaggio in uscita dall’impianto pilota, i metalli pesanti non hanno superato il limite soglia previsto dallo stesso Decreto per lo scarico superficiale e in fognatura (D.Lgs. 152/2006, tabella 3). Con lo scopo di riutilizzare i sedimenti decontaminati in campo agronomico-ambientale, si potrebbe pensare di prolungare il processo di bioremediation fino al raggiungimento dei valori limite degli idrocarburi imposti dal D.Lgs. 152/2006 (tabella 1, colonne A e B)

PiCo: High-performance data analytics pipelines in modern C++

In this paper, we present a new C++ API with a fluent interface called PiCo (Pipeline Composition). PiCo’s programming model aims at making easier the programming of data analytics applications while preserving or enhancing their performance. This is attained through three key design choices: 1) unifying batch and stream data access models, 2) decoupling processing from data layout, and 3) exploiting a stream-oriented, scalable, efficient C++11 runtime system. PiCo proposes a programming model based on pipelines and operators that are polymorphic with respect to data types in the sense that it is possible to reuse the same algorithms and pipelines on different data models (e.g., streams, lists, sets, etc.). Preliminary results show that PiCo, when compared to Spark and Flink, can attain better performances in terms of execution times and can hugely improve memory utilization, both for batch and stream processing.Author's copy (postprint) of C. Misale, M. Drocco, G. Tremblay, A.R. Martinelli, M. Aldinucci, PiCo: High-performance data analytics pipelines in modern C++, Future Generation Computer Systems (2018), https://doi.org/10.1016/j.future.2018.05.03

Classificazione della ceramica e analisi dei contesti all’inizio dell’età del Bronzo: la capanna F del villaggio di Filo Braccio (Filicudi, Isole Eolie)

L'insediamento di Filo Braccio a Filicudi (Isole Eolie) è stato oggetto di indagini archeologiche nel 1959 (Bernabò Brea, Cavalier 1991a) riprese nel 2009 (Martinelli et alii 2010) e nel 2013. Sono state scoperte le strutture A,B,C,D,E,F,G,H,I,L che si presentano come gruppi di capanne a pianta ovale con annessi spazi open air destinati ad attività di lavoro agricolo. Si riconoscono tre gruppi di strutture: A-B-C; F-H; D-G-I-L. L’analisi della capanna F rappresenta uno studio analitico del nucleo di una household di un insediamento complesso, abitato per circa cinquecento anni, durante i quali è supponibile l'avvicendarsi di almeno dieci generazioni. Si è deciso di pubblicare la parte dello scavo archeologico relativa alla capanna F in connessione con le forme della ceramica per l’esigenza di approfondire lo studio della facies di Capo Graziano. I quattro orizzonti che Bernabò Brea individuò (Bernabò Brea 1982, pp. 12-13) esprimevano l’esigenza di una maggiore scansione all’interno della facies e fornivano spunti utili per la sua elaborazione che oggi è possibile con i documenti emersi dagli scavi recenti. La sequenza della facies di Capo Graziano nelle Isole Eolie presentata da Luigi Bernabò Brea è basata su due principali elementi tipologici: decorazione e profilo delle ciotole. L’assenza di decorazione negli schemi più complessi è un dato di fatto nel contesto di Filo Braccio dove però si manifestano disegni collegati al mare, zigzag e barche, quest’ultimo in modo quasi esclusivo rappresentato da una tazza con scena marina. Nei siti delle altre isole Eolie, i motivi decorativi sono confrontabili tra loro e rientrano nello stile che diverrà dominante nella fase finale con l’arroccamento dei villaggi. La prima considerazione che è emersa fin dalla ripresa delle indagini nel villaggio è che sia stata l'isola di Filicudi il primo luogo dove sono approdate le genti di Capo Graziano. Anche se consideriamo gli altri insediamenti ad oggi noti sull’arcipelago e i caratteri distintivi che questa facies assumerà nel tempo in ogni isola, non si conosce un insediamento simile a quello di Filo Braccio. La posizione sulla costa, la lunga durata temporale (Martinelli et alii 2010; Martinelli 2016) dal 2300 al 1700, l'assenza di decorazione nello stile tipico della ceramica, l'organizzazione del villaggio, ne fanno un insediamento a se stante. La capanna F, la cui scansione cronologica interna copre probabilmente un arco di circa 150 anni, rappresenta un caso studio significativo: le tre fasi di vita della struttura e le forme ceramiche in esse presenti sono state messe a confronto sia in senso verticale nella stratigrafia interna, sia in senso orizzontale internamente (distribuzione per aree) e con i materiali delle strutture A, B, C, D, E indagate nel 1959. Dal punto di vista della cronologia relativa, i confronti permettono di inquadrare l’impianto della capanna F e le prime fasi d’uso in un momento iniziale della cultura di Capo Graziano, sicuramente parallelizzabile con le fasi d’uso delle capanne D ed E, in parte con le strutture A, B e C e con le grotticelle funerarie della Montagnola. Per ciò che attiene i contesti al di fuori di Filicudi, alcuni confronti sono possibili con la necropoli di Diana di Lipari, con San Vincenzo di Stromboli e con il villaggio di Viale dei Cipressi di Milazzo. La capanna F è stata abitata durante due fasi principali: la più antica (fase 1) e la più recente (fase 2). Successivamente al crollo, l'area della struttura fu ancora usata ma non più come abitazione (fase 3). Fra la fase 1 e 2 vi sono differenze negli elementi strutturali e nell'uso degli spazi. Per la tipologia vascolare, sono stati considerati come principali indicatori ceramici due forme: la ciotola e l'olla. Le olle sono diffuse in tutte le fasi della capanna e in tutti i siti eoliani di Capo Graziano. Nel corredo vascolare della capanna alcune caratteristiche indicano delle differenze tra le fasi: - le ciotole a corpo arrotondato (tipo 4) sono presenti in tutte le fasi, ma sia 4A che 4B prevalgono nelle fasi 1-2; - le ciotole carenate (tipo 5) cono presenti in tutte le fasi ma è possibile ricostruire una evoluzione che conduce alla prevalenza del tipo 5A nella fase 1 del tipo 5B (carena accentuata e gola) nelle fasi 2-3; - il vaso su piede (tipo 12), sebbene rappresentato in tutte le fasi, è presente in misura minore nella fase 1; - i motivi decorativi incisi sono rari e composti da linee a zigzag alquanto irregolari, ma fin dalla fase 1 compare la raffigurazione della barca. Si possono infine evidenziare alcuni elementi di correlazione fra ambiti culturali diversi: - presenza del vaso su piede finestrato di fabbrica locale, una forma diffusa nella cultura siciliana di Malpasso-Chiusazza alla fine dell’età del Rame. - presenza nella fase 3, in cui vi è solo la frequentazione dell'area, di un'ansa a nastro insellato che richiama la facies Messina-Ricadi diffusa nell’area dello Stretto di Messina. - fabbricazione di pithoi di cui è attestata l'esportazione a Milazzo e a Tindari. Parte fondamentale del lavoro è stata l’analisi della distribuzione del materiale ceramico per fasi, integrato quanto più possibile con l’analisi funzionale legata alle forme. I risultati andranno in futuro incrociati sia con i dati ottenuti dall’analisi delle altre classi di materiali e sia con gli altri contesti del villaggio ancora in corso di studio, per una lettura funzionale globale. E’ importante sottolineare che in tutto l’insediamento, come nel caso della capanna F, non sono presenti tracce di distruzione violenta o di abbandono repentino o di incendi. Inoltre, la grande quantità di materiali presenti, soprattutto nella US 21, fa escludere un abbandono della struttura con rimozione dei contenitori ceramici. Al suo interno, è stato possibile individuare una distribuzione delle classi ceramiche che presuppone una parziale suddivisione degli spazi, riservando alla conservazione, la zona del vano Sud e l’area a ridosso della parete Nord. L’area centrale doveva invece essere utilizzata per consumo e preparazione delle sostanze. Sul lato Ovest vicino l'ingresso era uno spazio delimitato da una lastra in verticale che viene utilizzato nella fase 1 a come focolare e poi come spazio per la conservazione con diversi vasi fra cui un pithos. Durante questo lungo periodo la facies di Capo Graziano si estende alle altre isole determinando un aumento del popolamento. Filicudi probabilmente, pur essendo stata propulsore culturale, rimarrà più isolata e legata alla locale tradizione artigianale che non acquisisce pienamente gli elaborati motivi decorativi di Lipari e Milazzo. La frantumazione della tazza incisa (Martinelli et alii 2010; Martinelli 2015) con scena marina avvenuta a conclusione della vita della capanna F, conclude simbolicamente un periodo presumibilmente più pacifico che precede l'arroccamento dell'insediamento sulla Montagnola

A governança da política de uso público no Brasil e na Argentina : estudo comparado dos parques nacionais do Iguaçu (Brasil) e Iguazú (Argentina)

Dissertação (mestrado) — Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento Sustentável, Centro de Desenvolvimento Sustentável, Universidade de Brasília, 2020.A presente dissertação objetiva comparar os níveis de visitação e de arrecadação dos parques nacionais do Iguaçu (Brasil) e Iguazú (Argentina) para identificar aspectos institucionais no modelo de governança da política de uso público de seus respectivos países que podem influir neste desempenho. A metodologia adotada se valeu do Referencial para Avaliação da Governança em Políticas Públicas (2014) – publicado pelo Tribunal de Contas da União (TCU) – para comparar a governança da política nos dois países a partir de três eixos: o da institucionalização, o do planejamento e o da capacidade institucional. Ao comparar dois parques contíguos, que dividem boa parte de seus valores e ameaças, foram constatados níveis de visitação e de arrecadação muito maiores no parque brasileiro. A institucionalização incompleta da política de uso público no Brasil, paradoxalmente, favoreceu a estruturação de um modelo de uso público mais comercial e inovador no Parque Nacional do Iguaçu do que no seu vizinho, onde o arcabouço normativo da política é mais abrangente, tem mais legitimidade pública, mas é considerado burocrático e não parece enfatizar a arrecadação governamental. Foi constatado também que o planejamento dos parques está em um estágio semelhante, pois ambos revisaram os seus planos de manejo e em breve editarão os seus planos de uso público. A diferença encontrada é que localmente as ações de planejamento do parque brasileiro demonstram maior coordenação com o setor turístico, enquanto no plano nacional, tal coordenação é muito superior na Argentina. Já a disponibilidade de recursos para implementação da política é proporcionalmente maior na Administración de Parques Nacionales do que no Instituto Chico Mendes de Biodiversidade, mas no parque brasileiro arranjos institucionais inovadores contribuíram para que esta limitação não prejudicasse os resultados da visitação. Por fim, a análise enfatiza a arrecadação de recursos por bilheteria e por concessões, evidenciando também estratégias opostas nos parques, sendo maior a arrecadação por meio de concessões no parque brasileiro e pela bilheteria no parque argentino.This study aimed to compare the levels of visitation and government revenue generated by the national parks of Iguaçu (Brazil) and Iguazú (Argentina), and to identify institutional aspects in the governance model of the public use policy of their respective countries that can influence this performance. The selected methodology focused on three components envisaged in the Public Policy Governance Assessment Framework (TCU, 2014), to compare the policy governance in the two countries: policy institutionalization, policy planning and organizational capacity. The comparison of the two contiguous parks, which share a large part of their values and threats, showed much higher levels of visitation and fee’s revenues in the Brazilian park. Incomplete policy institutionalization in Brazil, paradoxically, favored the structuring of a more commercial and innovative model for public use in the Iguaçu National Park, than in its neighbor where the policy's regulatory framework is more comprehensive, has more legitimacy but considered bureaucratic and does not seem to emphasize fee’s revenue collection. Park- level planning has taken place at a similar stage, in which both have revised their management plans and will soon edit their public use plans. The difference is that at the local level, the planning actions of the Brazilian park demonstrate greater coordination with the tourism sector, while at the national level, such coordination is much higher in Argentina. The availability of resources for implementing the policy is proportionately greater in the Administración de Parques Nacionales than in the Chico Mendes Institute for Biodiversity, but in the Brazilian park innovative institutional arrangements contributed to this limitation not to hinder the results of the visitation. Finally, the analysis of the emphasis on tickets or concession fundraising also highlights opposing strategies adopted by the two parks, whereas the Brazilian park emphasizes the income from concessions and the Argentinean park puts greater emphasis in the tickets income

Imitation and communication skills development in children with pervasive developmental disorders

This study evaluates the correlation between failure to develop spontaneous imitation and language skills in pervasive developmental disorders. Sixty-four children between the age of 3 and 8 years were assessed using the Autism Diagnostic Interview-Revised (ADI-R), the Childhood Autism Rating Scale (CARS), and the Autism Diagnostic Observation Schedule (ADOS), as well as direct observation of imitation. The sample was subdivided into a verbal and a nonverbal group. Analysis of mean scores on the CARS “imitation” items and of ADI-R “spontaneous imitation” and “pointing to express interest” revealed a statistically significant difference between verbal and nonverbal groups, with more severe impairment/higher scores in the nonverbal than the verbal group. These results suggest that nonverbal children have specifically impaired imitation and pointing skills

Monitoring/characterization of stickies contaminants coming from a papermaking plant - Toward an innovative exploitation of the screen rejects to levulinic acid

Recycled paper needs a lot of mechanical/chemical treatments for its re-use in the papermaking process. Some of these ones produce considerable rejected waste fractions, such as ". screen rejects", which include both cellulose fibers and non-fibrous organic contaminants, or ". stickies", these last representing a shortcoming both for the papermaking process and for the quality of the final product. Instead, the accepted fractions coming from these unit operations become progressively poorer in contaminants and richer in cellulose. Here, input and output streams coming from mechanical screening systems of a papermaking plant using recycled paper for cardboard production were sampled and analyzed directly and after solvent extraction, thus confirming the abundant presence of styrene-butadiene rubber (SBR) and ethylene vinyl acetate (EVA) copolymers in the output rejected stream and cellulose in the output accepted one.Despite some significant drawbacks, the ". screen reject" fraction could be traditionally used as fuel for energy recovery within the paper mill, in agreement with the integrated recycled paper mill approach. The waste, which still contains a cellulose fraction, can be also exploited by means of the hydrothermal route to give levulinic acid, a platform chemical of very high value added

Experimental analysis of overcharged Li-polymer batteries

Since safety hazards can occur during the life of a Li-ion battery, understanding its behavior under abusive conditions is important for the development of a safe cell. In this work, overcharge tests on commercial Li-polymer cells were conducted in a climatic chamber, resulting in gas evolution. A comprehensive post-mortem analysis of the abused cells was carried out: the exhaust gases were identified by gas phase chromatography coupled with a thermal conductivity detector (micro-GC/TCD), then flammable and toxic species were detected; the cathode and anode materials were analysed using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectrometry (EDS), while the electrolyte composition was studied by Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR). Interestingly, the ambient temperature seemed to affect the degradation of the cell materials and hence the composition of the evolved gas

Application of microwave irradiation for the removal of polychlorinated biphenyls from siloxane transformer and hydrocarbon engine oils

The removal of polychlorinated biphenyls (PCBs) both from siloxane transformer oil and hydrocarbon engine oil was investigated through the application of microwave (MW) irradiation and a reaction system based on polyethyleneglycol (PEG) and potassium hydroxide. The influence of the main reaction parameters (MW irradiation time, molecular weight of PEG, amount of added reactants and temperature) on the dechlorination behavior was studied. Promising performances were reached, allowing about 50% of dechlorination under the best experimental conditions, together time and energy saving compared to conventional heating systems. Moreover, an interesting dechlorination degree (up to 32%) was achieved for siloxane transformer oil when MW irradiation was employed as the unique driving force. To the best of our knowledge, this is the first time in which MW irradiation is tested as the single driving force for the dechlorination of these two types of PCB-contaminated oils

Sustainable Valorisation and Efficient Downstream Processing of Giant Reed by High-Pressure Carbon Dioxide Pretreatment

This work investigated the catalytic high-pressure CO2 pretreatment of giant reed. CO2 is a renewable resource; its use does not generate chemical wastes and it can be easily removed and recycled. The effect of the addition of low concentrations of FeCl3 (0.16 wt%) and PEG 400 (1.0 wt%) on the hemicellulose hydrolysis to xylose and xylo-oligosaccharides (XOS) is reported for the first time. Under the optimised pretreatment conditions, the xylan conversion of 82 mol% and xylose and XOS yields of 43 and 20 mol% were achieved, respectively. The solid residues obtained from different pretreatments were used as the substrate for the enzymatic hydrolysis to give glucose. The total glucose yield achieved under the optimised two-step process was 67.8 mol% with respect to the glucan units in the biomass. The results demonstrated that PEG-assisted FeCl3-catalysed scCO(2) pretreatment can produce xylose- or XOS-rich hydrolysates and improve the enzymatic hydrolysis of biomass