Isolamento, caratterizzazione e selezione di ceppi fungini da impiegarsi in protocolli di Nature Base Solutions (NBS)

Abstract

Dato il costante aumento dell’antropizzazione nelle aree costiere, l’impatto dell’uomo sull’ambiente marino risulta sempre più intenso. Nella corsa alla sintesi di nuovi materiali, i sistemi di depurazione delle acque spesso non riescono a adeguarsi, favorendo l’immissione in mare di sostanze difficilmente degradabili. Secondo recenti valutazioni sulla qualità dell'ambiente marino (EEA, 2023) circa il 75% delle aree marine europee monitorate mostra sedimenti con livelli significativi di contaminazione. In particolare, idrocarburi e metalli rappresentano le minacce più persistenti, soprattutto nei nodi portuali ad alto traffico come il Mediterraneo. Questi dati evidenziano la necessità di soluzioni sostenibili per prevenire i danni ambientali e tutelare gli ecosistemici marini con i loro servizi. I metodi di bonifica tradizionali, basati su processi chimico-fisici, risultano spesso poco ecocompatibili e costosi. In questo contesto si affermano le Nature-Based Solutions, strategie che sfruttano i processi naturali e gli organismi viventi per affrontare le problematiche ambientali in modo sostenibile. In tale approccio rientra la biorimediazione, che utilizza microrganismi per degradare e detossificare i contaminanti. Innovativa è la micorimediazione, che si concentra sui funghi per la loro plasticità metabolica. A partire da campioni del Porto di Genova (PNRR Return), sono stati isolati 9 ceppi fungini che, con altri 4 ceppi della Collezione Cold-UNIGE, sono stati saggiati per valutarne la capacità metabolica e la tolleranza a Cu e Ni. I risultati mostrano una notevole capacità di adattamento a condizioni fortemente contaminate, rendendo tali ceppi idonei per biostimolazione e bioaumento. I ceppi più performanti –Aspergillus sydowii, Penicillium qii e Gliomastix murorum– sono stati usati in un bioreattore a fase slurry. I risultati mostrano una riduzione degli idrocarburi significativa, suggerendo possibile un recupero dei sedimenti portuali.

Given the constant increase in the anthropization of coastal areas, human impact on the marine environment is becoming increasingly intense. In the race to synthesize new materials, water treatment systems often fail to adapt, leading to the discharge of poorly degradable substances into the sea, which acts as the ultimate receptor. According to recent marine environment quality assessments (EEA, 2023), approximately 75% of monitored European marine areas show sediments with significant contamination levels. Specifically, hydrocarbons and metals represent the most persistent threats, particularly in high-traffic port hubs like the Mediterranean. These data highlight the urgent need for sustainable solutions to prevent environmental damage and protect marine ecosystem and their services. Traditional remediation methods, based on chemical-physical processes, are often expensive and lack eco-compatibility. In this context, Nature-Based Solutions (NBS) are emerging as strategies that leverage natural processes and living organisms to address environmental issues sustainably. This approach includes bioremediation, which uses microorganisms to degrade and detoxify contaminants. An innovative subset is mycoremediation, which utilizes fungi due to their metabolic plasticity. As part of the PNRR Return project, nine fungal strains were isolated from samples taken from the Port of Genoa. These, along with four additional strains from the Cold-UNIGE Collection, were tested to evaluate their tolerance to Copper (Cu) and Nickel (Ni). The results demonstrate a remarkable ability to adapt to highly contaminated conditions, making these strains suitable for biostimulation and bioaugmentation. The top-performing strains—Aspergillus sydowii, Penicillium qii, and Gliomastix murorum—were utilized in a slurry-phase bioreactor. The results show a significant reduction in hydrocarbons, suggesting that the recovery of port sediments is indeed possible.