Luca Longo

Ripulire i terreni inquinati con le piante: ora si può

L'approfondimento di Luca Longo

17 Ottobre 2020 07:41

Luca Longo

Prima di tutto scordatevi la fitoterapia ayurvedica, i fiori di Bach, l’omeopatia e altre scemenze: qui si parla di scienza!

In Eni stiamo sviluppando metodi per la bonifica di terreni inquinati da metalli pesanti e da composti organici sfruttando combinazioni di piante selezionate e di particolari microrganismi.

Nel nostro Paese, attività industriali condotte in modo sconsiderato hanno prodotto un forte inquinamento ambientale. I terreni circostanti sono rimasti contaminati da metalli pesanti altamente tossici (arsenico, mercurio, piombo, cromo, cadmio, nichel, rame,…) o da composti organici (idrocarburi alifatici e aromatici,…) e clorurati (tricloroetilene, policlorobifenili…) residui delle varie lavorazioni. Queste sostanze restano nel terreno ancora oggi e continuano ad avvelenare le piante e gli animali con cui entrano in contatto. Attraverso la catena alimentare possono diventare una minaccia anche per noi.

Per bonificare un sito coi metodi tradizionali bisogna scavare il suolo contaminato e poi scaricarlo da qualche parte oppure portarlo in un impianto dove, con una serie di trattamenti chimici, fisici, termici o biologici, gli inquinanti vengono estratti o degradati in composti meno pericolosi. In questo modo, all’inquinamento già presente si aggiunge quello provocato dalle stesse tecnologie di risanamento. Il pulviscolo sollevato con l’asportazione del suolo contaminato, il trasporto con camion o altri mezzi fino all’impianto di bonifica contribuiscono a disperdere nell’ambiente le sostanze inquinanti insieme alle nocive polveri sottili.

In Eni stiamo invece sviluppando processi di bonifica a basso impatto ambientale in grado di eliminare gli inquinanti presenti nel suolo o comunque di ridurli a livelli non più pericolosi per la nostra salute.

La ricerca è condotta nell’unità Tecnologie Ambientali del Centro Ricerche per le Energie Rinnovabili e l’Ambiente in collaborazione con l’Istituto per la Ricerca sugli Ecosistemi Terrestri (IRET) del CNR di Pisa per conto di Eni Rewind, la società del gruppo dedicata al risanamento ambientale.

Tra le tecnologie di bonifica in situ oggi disponibili, ne abbiamo individuata una molto promettente. Si chiama fitorimedio (dall’inglese phytoremediation) e sfrutta la naturale capacità depurante delle piante che estrae dal suolo i metalli pesanti ed elimina i composti organici. Le piante catturano l’energia del Sole e svolgono la loro azione direttamente sul posto senza necessità di spostare terreno per eliminare i contaminanti. Questo processo naturale migliora le caratteristiche chimico-fisiche del suolo fino a ottenere una vera e propria riqualificazione ambientale e paesaggistica.

I meccanismi principali sono due: da un lato, le piante estraggono dal terreno i metalli pesanti e li accumulano nelle radici e nelle foglie; dall’altro, sfruttando la sinergia tra i vegetali e i microrganismi presenti intorno e all’interno delle loro radici (i microrganismi rizosferici), biodegradano i contaminanti organici in altre molecole più semplici e meno tossiche che vengono consumate dalle piante stesse. Questi processi naturali si chiamano, rispettivamente, fitoestrazione e fitorizodegradazione.

Infine, quando l’azione delle piante è sostenuta da particolari batteri promotori della crescita (Plant Growth Promoting Rhyzobacteria) si parla di fitorimedio assistito (enhanced phytoremediation).

Grazie ai biologi e microbiologi del Centro Ricerche per le Energie Rinnovabili e l’Ambiente, con test di laboratorio e prove in serra e in campo, stiamo individuando le condizioni ottimali per applicare il fitorimedio assistito ad aree contaminate da metalli pesanti e idrocarburi. Abbiamo caratterizzato le migliori specie vegetali per le differenti tipologie di contaminanti e definito le associazioni microrganismi/piante con la resa più alta. Dimostrata l’efficacia della tecnologia, ora stiamo definendo protocolli di intervento in campo condivisi con gli Enti pubblici preposti alla tutela dell’ambiente e della salute.

La fitoestrazione rappresenta una valida alternativa ai trattamenti fisici e termici grazie alla grande biodiversità del regno vegetale e alle numerose specie in grado di svilupparsi e di accumulare metalli pesanti anche su terreni contaminati. Ecco le principali su cui stiamo lavorando.

Tutte le specie selezionate si sono già dimostrate in grado di estrarre ed accumulare nelle radici e nelle foglie quantità significative dei diversi metalli, con efficienze variabili dal 35% al 40% a seconda del metallo considerato. È possibile ipotizzare che in campo, dopo 3-5 successivi cicli stagionali (variabili in funzione della pianta utilizzata) potremo eliminare completamente la frazione biodisponibile dei metalli pericolosi.

I test hanno inoltre mostrato il ruolo fondamentale dei microrganismi rizosferici. Il processo di estrazione è stato amplificato grazie a ceppi batterici metallo-tolleranti, cioè che possono sopravvivere alla presenza di quei particolari metalli. Dove trovarli? Ma sono stati isolati proprio in alcuni degli stessi terreni contaminati! Con la loro presenza dimostravano la loro adattabilità all’ambiente inquinato. Li abbiamo poi caratterizzati, coltivati in laboratorio e – infine – inoculati nel terreno.

I microrganismi hanno mostrato di possedere proprietà di promozione della crescita vegetale: aggiunti al terreno seminato con le diverse piante, hanno permesso di migliorare significativamente le prestazioni dei vegetali, sia come crescita, che come resa di fitoestrazione. Questa è aumentata del 40-50% rispetto alle prove senza microorganismi aggiunti, permettendo di estrarre fino al 60% dei metalli inquinanti biodisponibili in una sola stagione. Questi risultati possono consentire di raggiungere in tempi molto più rapidi gli obiettivi stabiliti per la bonifica. Ma c’è di più: gli stessi microorganismi “benefici” sono anche potenzialmente idrocarburo-ossidanti cioè permettono la biodegradazione degli inquinanti organici. Il risultato è un recupero ambientale efficiente, sostenibile e a costi ridotti rispetto alle convenzionali tecniche chimico-fisiche.

Ma ci sono anche altri vantaggi: al processo di bonifica del suolo possiamo associare la valorizzazione a scopi energetici della biomassa prodotta bruciandola in modo controllato per produrre energia termica oppure per trasformarla in biogas, biofuels oppure utilizzarla per la produzione di materiali in accordo con i principi dell’economia circolare.

Infine, se il terreno è inquinato da particolari metalli utili e “preziosi” come alluminio, piombo, zinco etc., questi metalli, una volta concentrati dalle piante, possono essere recuperati dalle ceneri delle piante stesse permettendo di riutilizzarli. Quest’ultimo processo si phytomining. In pratica, invece di andare in miniera, scavare, smaltire la roccia non utilizzabile, trattare il minerale, estrarre la frazione metallica e purificarla, lasciamo fare tutto alle piante e ci limitiamo a raccogliere dalle loro ceneri il metallo già concentrato e pronto per essere nuovamente utilizzato.

La tecnologia Eni quindi, permette di evitare opere di bonifica inquinanti per sé stesse, riqualificare i siti contaminati, produrre energia da fonti rinnovabili, recuperare i metalli. Infine, con la creazione di nuove aree verdi a carattere permanente, miglioriamo il paesaggio e contribuiremo a ridurre la quantità di anidride carbonica immessa in atmosfera, perché si sa, le piante sono le principali mangiatrici di CO2. Più bio di così …non si può!

(Versione ampliata di un breve articolo pubblicato su eni.com)