Fitorisanamento

Il fitorisanamento indica una serie di pratiche volte alla purificazione di un terreno da inquinanti, come metalli pesanti, mediante le proprietà ecofisiologiche di particolari specie vegetali.

Fitorisanamento

Il fitorisanamento indica l’insieme di tecniche che permettono la bonifica di terreno, acqua o aria mediante l’utilizzo di piante vive. Esso è una branca del biorisanamento e permette la bonifica del substrato sia da inquinanti inorganici che organici. È una tecnica molto più economica dei metodi chimico-fisici e molto più ecosostenibile. Una volta terminata la bonifica il suolo è riutilizzabile.

Analisi costi-benefici

Il fitorisanamento rappresenta sicuramente una tecnica ricca di vantaggi. Il primo grosso vantaggio è l’economicità degli interventi rispetto alle normali procedure di bonifica. Inoltre, le piante sono un sistema facilmente controllabile. Dal punto di vista ecologico, il fitorisanamento preserva la fertilità del terreno, ne migliora la salute e in generale non danneggia eccessivamente l’ecosistema contaminato. L’altra faccia della medaglia vede tuttavia una limitazione sulla superficie coperta data dalla crescita delle radici.

La sopravvivenza delle piante è determinata dalla tossicità degli inquinanti presenti ed inoltre la loro crescita può essere lenta; il fitorisanamento generalmente non è quindi una pratica a corto termine. Inoltre, le piante che accumulano i contaminanti possono entrare a far parte della rete trofica dell’ecosistema in cui sono inserite provocando potenzialmente danni ai consumatori primari. Nonostante i lati negativi, il fitorisanamento sembra comunque rispondere ai nuovi canoni di ecosostenibilità che i nuovi governi stanno imponendo. La principale tecnica utilizzata oggi è l’asportazione fisica del terreno inquinato mediate scavatrici. I mezzi impiegati non solo inquinano, ma la distruzione del terreno è tale da portare ad una aumentata predisposizione del terreno all’erosione e ad una diminuzione della fertilità.

Processi

I due processi più largamente diffusi sono la fitoestrazione e la fitodegradazione.

Fitoestrazione

La fitoestrazione prevede la rimozione del contaminante dal suolo. Essa sfrutta le radici delle piante che contemporaneamente all’assorbimento dei nutrienti prelevano dal terreno anche gli inquinanti. Le specie dotate di queste proprietà sono note come “Iperaccumulatrici“. Queste piante sono infatti in grado di crescere su terreni inquinati, tipicamente da metalli pesanti, grazie all’espressione degli HA-genes (HyperAccumulator Genes). La loro espressione conferisce alle iperaccumulatrici la capacità di concentrare elementi come piombo (Pb), cadmio (Cd), ferro (Fe) o cobalto (Co) in concentrazioni anche 100 volte superiori alle piante comuni. I geni HA si sono ritrovati in oltre 450 specie di piante a fiore.

Alcune delle principali piante utilizzate nella fitoestrazione sono:

• Helianthus annuus: il girasole è noto per le sue capacità di accumulare arsenico.
• Salix viminalis: questa specie di salice accumula cadmio.
• Ambrosia artemisiifolia: l’ambrosia, oltre che essere causa di numerose allergie, è in grado di accumulare Piombo.

Fitodegradazione

Processo che prevede la trasformazione del contaminante mediante il metabolismo della pianta, o di microrganismi ad essa associata, in un composto non tossico. Il metabolismo prevede tre fasi che portano il composto inquinante di partenza ad essere convertito in sostanze innocue che vengono accumulate nella pianta per non intaccarne le funzioni vitali. Questo processo è molto efficace soprattutto per gli inquinanti organici come pesticidi o solventi.

In particolare, l’utilizzo della fitodegradazione sembra avere un ruolo importante per l’eliminazione dei composti utilizzati nell’agro-chimica come disinfestanti delle coltivazioni. In questo ambito viene sfruttato il genere Canna: piante ornamentali sub-tropicali in grado di abbassare la tossicità degli inquinanti organici. Rientrano nel fitorisanamento anche la fitostabilizzazione, la fitostimolazione, la fitovolatilizzazione e la rizofiltrazione.

Fitostabilizzazione

Si impedisce la diffusione dell’inquinante nel suolo. Serve a ridurre la biodisponibilità dell’inquinante. Le piante possono ridurre i fenomeni di erosione, ruscellamento e dilavamento. Piante adatte sono le Poacee (in particolare il genere Festuca) che riducono l’erosione e il ruscellamento oppure specie arboree ad elevata traspirazione per ridurre il dilavamento. La pianta può inoltre immobilizzare l’inquinante tramite meccanismi di precipitazione extraradicale, adsorbimento o assorbimento e compartimentazione vacuolare. In questi casi non si vuole che l’inquinante sia traslocato alla parte aerea.

Fitostimolazione

La fitostimolazione prevede il potenziamento della degradazione microbica del contaminante. I microrganismi sono generalmente associati alle radici. In questo caso non sono dunque coinvolte direttamente le piante, ma attraverso di essere si cerca di stimolare i processi biodegradativi nei microrganismi della rizosfera.

Fitovolatilizzazione

La pianta è usata per volatilizzare i contaminati. l problema è capire l’effetto inquinante in atmosfera. Può riguardare i VOC (composti organici volatili) per piante con alta traspirazione (genere Populus). L’unico composto inorganico che è volatilizzato è il selenio (Se). Nel caso dell’arsenico la volatilizzazione è attuata da microrganismi della rizosfera. Il Mercurio è estremamente tossico, inoltre, ci sono dei dubbi sul destino che il mercurio atmosferico abbia. Il rischio più grave è che precipiti di nuovo ripresentando il problema. Tuttavia, gli agenti atmosferici potrebbero muovere le masse inquinanti disperdendole su territori più ampi.

Rizofiltrazione

Serve per risanare acque di scarico urbane/industriali. La pianta deve produrre molta biomassa radicale e deve avere una crescita rapida. Sono poi le radici che agiscono sulla sostanza inquinante attraverso processi di precipitazione, assorbimento e adsorbimento. Anche in questo caso non si vuole la traslocazione alla parte aerea. In questo intervento si usano specie non idrofite e dunque bisogna ossigenare l’acqua da depurare. Alcuni esempi sono mais e girasole.

Applicazioni

Constructed Wetlands (CW)

Così vengono chiamati gli impianti di fitodepurazione. Le CW sono sistemi di trattamento che sfruttano piante idrofite (adattate ad ambienti con abbondanza di acqua) per migliorare la qualità dell’acqua. L’azione principale di questo sistema è la filtrazione: l’acqua infatti rallenta il suo flusso attraverso le radici permettendo alle sostanze sospese di precipitare. In questo modo i composti sono intrappolati dalla vegetazione, sono trasformati in sostanze meno solubili o vengono trasformati in forme inattive. Le CW costituiscono inoltre habitat per la fauna selvatica. Esse sono meno costose rispetto ai tradizionali metodi di trattamento delle acque reflue, hanno bassi costi operativi e di manutenzione.

Fitodepurazione per le abitazioni

Per le abitazioni isolate, non agganciate alla rete idrica pubblica, la fitodepurazione è una valida alternativa allo scarico delle acque nere in ambiente. Questo impianto non necessita di parti meccaniche nè richiede corrente elettrica. Tuttavia va implementato con una fossa biologica ed un pozzo degrassatore. Per ciascun abitante la legge prevede la predisposizione di 4mq di superficie depurante. Le acque nere provenienti dall’abitazione passano prima per la fossa biologica per l’eliminazione delle sostanze solide. Le acque saponose devono invece passare per il pozzo degrassatore. Solo a questo punto il carico idrico può essere riversato sull’impianto di fitodepurazione per ottenere acqua (certificata) per l’utilizzo agricolo o comunque smaltibile in ambiente.

Conclusioni

Il fitorisanamento è certamente una tecnologia su cui si dovrà investire nel prossimo futuro. In una proposto “verde” di energia pulita, non sono solo le energie rinnovabili il centro del discorso, ma anche la possibilità di ottenere acqua pulita con metodi naturali.

Bibliografia

• Phytoremediation – annualreviews.org
• Phytoremediation: in Italia il 4% del territorio è contaminato, ma la bonifica può essere utile – green.it
• Constructed Treatment Wetlands – nepis.epa.gov (PDF)
• Phytoremediation: the future of enviromental remediation – blogs.umass.edu
• Hyperaccumulator – sciencedirect.com