Aprile 2002
Meglio se tossiche
(Manuele Bondì)
O Critone, siamo debitori ad
Asclepio d'un gallo; dateglielo
e non ve ne dimenticate.

PLATONE, Fedone
Dopo aver bevuto il decotto di cicuta che gli sarà fatale, Socrate ringrazia il dio della medicina, Asclepio, che guarisce dalle malattie, condensando così nelle sue ultime parole tutto il suo insegnamento e il suo valore umano. La cicuta (Cicuta virosa L.) non è dunque per lui solo il veleno distruttore del corpo, ma anche la medicina liberatrice dai mali della vita terrena.

Con un salto, non solo temporale, veniamo a considerare l'uomo dei nostri giorni; egli ha cominciato a condizionare l'ambiente naturale che lo circonda in modo imprevedibile, provocandovi incrementi nei flussi di elementi dannosi e immettendovi migliaia di nuovi prodotti di sintesi che non esistevano precedentemente in natura. Eppure proprio oggi egli può guardare alle piante come ad un aiuto prezioso per riparare almeno in parte alla propria spregiudicatezza. Grazie in particolare ad alcune piante "tossiche" - ma diremmo meglio "intossicate", per distinguerle così da specie come la cicuta, tossica perché produce direttamente una sostanza velenosa (cicutossina) che porta in poche ore alle convulsioni - stanno emergendo usi per le piante che non si limitano alla tradizionale produzione di cibo, medicine, fibre e materiali da costruzione; ma che arrivano fino a tecniche molto avanzate (più dal punto di vista concettuale che puramente tecnologico) quali la fitodecontaminazione (in inglese phytoremediation), cioè l'utilizzo delle piante per rimuovere sostanze inquinanti dall'ambiente o per renderle innocue.
Agrostis capillaris, una graminacea resistente ai metalli.
Ricordiamo che già gli antichi Greci (ancora loro!) trovavano il Male nell'Eccesso. Così per gli elementi presenti nei diversi mezzi ambientali, ognuno caratterizzato da un proprio ambito normale di concentrazioni, al di fuori del quale può, in effetti, rivelarsi dannoso. Anche molti elementi essenziali - quelli indispensabili allo sviluppo delle specie viventi: tra di essi, il magnesio, il sodio, il potassio, il cloro, il fosforo, il calcio, il ferro - possono risultare tossici al di sopra di determinati livelli; per non parlare degli elementi tossici veri e propri, che non sembrano svolgere alcuna funzione essenziale - l'arsenico, il piombo, il cadmio, il mercurio, l'alluminio ed altri ancora, tra cui tutti i radioattivi. Un esempio recente: nelle acque potabili nella regione di Cordoba, in Argentina - ma anche in zone degli Stati Uniti, Cina e Giappone - è stato riscontrato un contenuto di arsenico molto elevato, tale da indurre, con tutta probabilità, l'alta percentuale di morti per tumore riscontrata per anni in quelle zone. Inoltre spesso questi ultimi elementi danno luogo a processi di accumulo lungo la catena alimentare, come accade, è noto da tempo, per il mercurio. Il metallo, concentrato anche alcune migliaia di volte, dalle piante e dagli animali, arriva fino all'uomo, per il quale rappresenta un grave rischio.

Un mezzo ambientale dove si accumulano le sostanze tossiche, in particolare i metalli che abbiamo appena ricordato, è il suolo: pensiamo, tra le altre, alle attività umane di rilascio di pesticidi e di fertilizzanti, di sfruttamento del sottosuolo per le estrazioni minerarie. Ora, questi metalli rilasciati nell'ambiente possono essere tossici per le piante, intanto perché possono causare una diminuita concentrazione di elementi essenziali nel terreno; poi perché la diminuzione del pH del terreno che inducono spesso si ripercuote sulla solubilità di sostanze importanti per il metabolismo, come il fosforo (indispensabile componente delle proteine, dei fosfolipidi e degli acidi nucleici); infine, per l'effetto debilitante che una ridotta crescita dell'apparato radicale può avere in caso di eventuali periodi di siccità, sempre in agguato. Eppure vi sono piante che possono crescere in siti contaminati da metalli, là dove altre non riescono: sono le piante resistenti, la cui proprietà non è peraltro legata alla specie, ma è il risultato della presenza in ambienti contaminati di alcune varietà che si sono nel tempo distinte dalle altre, per adattamento; un esempio è dato da quei ceppi di Agrostis capillaris e di Silene vulgaris che vivono in zone prossime a giacimenti minerari. Vi sono poi piante che trasportano e concentrano i metalli dal terreno ai propri tessuti in presenza di alte concentrazioni di quelle sostanze inquinanti nel suolo: è il caso delle accumulatrici, che esplicano la loro azione grazie soprattutto a quel flusso di acqua tra il suolo e l'aria che va sotto il nome di traspirazione, di cui abbiamo parlato in un precedente articolo. Sembra inoltre che le loro radici siano sensibili alla presenza dei metalli e che questa affinità si traduca addirittura in diverse morfologie dell'apparato radicale. Esempi noti di questa proprietà sono dati da Alyssum murale e da Thlaspi caerulescens .
Alyssum alyssoides, una brassicacea accumulatrice di nickel.
Già in più casi le proprietà delle varietà accumulatrici e di quelle resistenti sono state viste all'opera: ad esempio un ceppo opportunamente selezionato di Brassica juncea (la senape indiana) ha permesso nel corso di esperienze scientifiche congiunte russo-americane (coordinate dalla Rutgers University, New Jersey) di rimuovere completamente da suoli contaminati notevoli concentrazioni di piombo. Ulteriori studi hanno consentito di verificare sul campo le prime ipotesi che si sono affacciate all'interesse dei ricercatori:
  1. che la quantità di assorbimento del metallo appare effettivamente legata alla dimensione degli stomi, le finestre con cui le piante traspirano;
  2. che piante accumulatrici che siano allo stesso tempo anche resistenti migliorano notevolmente la loro efficacia di spazzine;
  3. che la tendenza ad accumulare la sostanza tossica non sembra dipendere da un gene particolare - e comunque esso non sarebbe stato ancora isolato - rendendo ciò la ricerca delle varietà più idonee un compito di antica e sapiente arte combinatoria.
Uno sforzo applicativo notevole viene dedicato di recente anche alla comparazione dei diversi metodi di fitodecontaminazione di suoli inquinati dai prodotti di raffinazione dei derivati del petrolio e del gas naturale: un team della Purdue University lavora da tempo fianco a fianco con l'Agenzia per l'Ambiente statunitense (Environmental Protection Agency) e con una compagnia petrolifera di Bedford, Indiana, ottenendo risultati di rilievo.

Anche a casa nostra fervono le ricerche: un progetto, coordinato dall’Istituto di Cibernetica e Biofisica del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Genova con il contributo dell’Università di Milano e il finanziamento dell’Ue, prevede il recupero di terreni inquinati da metalli (in questo caso, nel comune di Arcola, La Spezia, all'interno di una zona contaminata da piombo originato dalle scorie di una fabbrica che riciclava batterie esauste di automobili) impiegando girasole, mais e senape indiana, piante in grado di produrre molta biomassa; esse vengono poi raccolte, essiccate e quindi incenerite a bassa temperatura (evitando così immissioni inquinanti in atmosfera), allo scopo di aumentare la concentrazione di piombo nel residuo e diminuire i volumi da smaltire. Mentre è in fase finale un altro programma, avviato nel 1998 con finanziamenti del Murst, cui partecipano diverse università in tutta Italia, denominato "Sistemi biologici per la decontaminazione di aree degradate da accumulo di metalli pesanti e potenziale di reinsediamento di specie vegetali" e coordinato dal dipartimento di Produzione vegetale e Tecnologie agrarie dell'Università di Udine. Per una lista aggiornata dei progetti in corso d'opera, si può consultare PHYTONET, un newsgroup curato dal dipartimento di Scienze Ambientali dell'Università di Parma.
Silene vulgaris, la silene rigonfia.
Ma le piante non si limitano a ripulire il suolo, come dimostra uno studio della NASA: anche all'interno di ambienti chiusi, per esempio, le piante esercitano una benefica azione di filtro, questa volta nei riguardi dell'aria che respiriamo, non solo tramite le foglie, ma anche attraverso le radici, opportunamente avvolte da filtri di carbonio. E' stato possibile depurare in questo modo ambienti inquinati da gas quali la formaldeide, il monossido di carbonio ed il benzene, fumo di tabacco e da altre particelle inquinanti, provenienti dall'asbesto, pesticidi e tipi vari di detergenti chimici.

La crescita delle tecnologie di decontaminazione dall'approccio "naturale" che sembrerebbero vincenti rispetto alle scelte tradizionalmente più "pesanti", quali il trattamento con sostanze acide, l'elettro-osmosi, la vetrificazione ed altre ancora, si basa su criteri inoppugnabili di qualità dell'intervento ambientale, quali il recupero delle sostanze inquinanti potenzialmente riutilizzabili (come i metalli) dopo l'incenerimento o il compostaggio delle biomasse vegetali e la possibile riconversione produttiva dei suoli decontaminati; eppure, qualche dubbio in fase di analisi dei requisiti per ogni intervento resta, legato essenzialmente:
  • ai tempi lunghi richiesti dall'intervento di fitoestrazione/filtrazione;
  • ai costi, che contrariamente a quanto ci si aspetterebbe non sono contenuti, ma dipendono in larga parte dalle attività di ricerca necessaria a scegliere la giusta varietà da impiegare (si deve evitare ad esempio che le piante che estraggono la sostanza inquinante la decompongano in parti ancora potenzialmente nocive per l'ambiente);
  • al clima, che con la sua variabilità locale rende difficile standardizzare le procedure di utilizzazione delle piante.

Ancora ricerca, dunque. E già, non ci avevamo pensato: perché una pianta diventa resistente e/o accumulatrice? Per difendersi dai predatori, saremmo tentati di rispondere di primo acchito; curandosi del male di vivere, assumendo veleno! Come, dopo di lei, qualche antico Greco.
Thlaspi caerulescens, un vero e proprio 'iperaccumulatore'.
Riferimenti bibliografici:


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