Il ruolo della vegetazione

Il ruolo della vegetazione: il lavoro delle piante

I processi di depurazione naturale delle acque sono realizzati da un insieme di reazioni chimico-fisiche e biologiche svolte dai microrganismi e dalla vegetazione nei confronti degli inquinanti presenti in mezzi liquidi (scarichi antropici, fiumi, canali, …) o solidi (sedimenti marini, suoli e substrati contaminati). Questi processi sono riassunti con il termine di fitodepurazione e fitoestrazione.
Questi processi si svolgono con continuità durante tutto l’anno, anche nel periodo invernale, in quanto la vegetazione, sebbene in riposo vegetativo, mantiene in atto i processi di scambio con i microrganismi ad opera dell’apparato radicale.
La fitodepurazione rientra, assieme al lagunaggio, agli ecosistemi filtro ed ai vassoi fitoassorbenti, tra i processi naturali di depurazione delle acque.
Essa può essere realizzata mediante la costruzione ex-novo di impianti di trattamento o mediante la riconversione di ecosistemi naturali. La vegetazione utilizzata rientra nel grande gruppo delle “macrofite” e può essere sommersa, galleggiante o radicata in un substrato inerte di sostegno; deve comunque essere a spiccato carattere idrofitico in quanto il refluo viene trattato continuativamente e l’ambiente di vita radicale è costantemente sommerso di acqua.

Ma l’acqua è davvero pulita?

L’azione di depurazione nei confronti dei principali inquinanti è nota fin dal tempo della civiltà egizia quando fu notato che le acque, dopo l’attraversamento delle zone umide, uscivano pulite.
Numerosi sono i processi di abbattimento che avvengono all’interno dei sistemi di fitodepurazione: sedimentazione, filtrazione, assorbimento, degradazione microbica, assorbimento delle piante, foto-degradazione.
L’azione di depurazione è svolta principalmente dai microrganismi che vivono in simbiosi con le piante. Questi, sia in condizioni aerobiche sia anaerobiche, mettono in atto una serie di reazioni chimiche e fisiche di degradazione degli inquinanti. Nei confronti delle forme azotate (azoto organico, ammoniacale e nitrico) si instaurano reazioni di mineralizzazione, ammonificazione, nitrificazione e denitrificazione. Le piante svolgono un importane duplice ruolo: i) ospitano nella rizosfera i microrganismi aerobi che trasformano l’azoto dalla forma ammoniacale a quella nitrica, ii) assorbono la forma nitrica sottraendola al mezzo liquido.
Nei confronti del fosforo i processi di depurazione sono principalmente fisici e comportano l’immobilizzazione dell’elemento all’interno del sistema di depurazione. Tra questi ricordiamo l’adsorbimento-deadsorbimento, la precipitazione e la complessazione. Anche le piante comunque assorbono le forme solubili, siano esse organiche che inorganiche.
La sostanza organica presente nelle acque viene generalmente espressa come BOD5 (richiesta di ossigeno per l’ossidazione biologica), COD (richiesta di ossigeno per l’ossidazione chimica) e TOC (carbonio organico totale). La sua degradazione avviene per successive trasformazioni biochimiche operate dai microrganismi che traggono da tale attività l’energia e le sostanze necessarie al proprio sostentamento, producendo elementi e sostanze semplici. Fondamentale per la degradazione è la presenza di ossigeno in quanto condiziona i prodotti della trasformazione attraverso l’attività dei microrganismi aerobi.

ruolo-delle-pianteRuolo delle macrofite (ISPRA 2012)

Nei sistemi di fitodepurazione è importante quindi il ruolo della vegetazione nel trasportare l’ossigeno nella rizosfera e nell’assorbire gli elementi presenti nelle acque e messi a disposizione dalla degradazione microbica. E’ inoltre rilevante nei sistemi galleggianti l’azione di filtro fisico e di supporto alle comunità microbiche delle radici fluttuanti ed immerse nel mezzo liquido.
Nei confronti degli organismi patogeni (es. virus, batteri, funghi) l’azione di degradazione è legata alle condizioni ambientali ostili (temperatura, raggi solari) ed all’azione di competizione da parte di altri organismi.

traslocazione-ossigenoMeccanismi di distribuzione dell’ossigeno a livello radicale in alcune piante alofite (ISPRA 2012)

Quali piante si possono utilizzare?

Di seguito una lista corposa di specie largamente utilizzate in Italia per tutte le tipologie di fitodepurazione.
Per i sistemi a letti vegetati a flusso sottosuperficiale orizzontale o verticale (i più diffusi), la tipologia utilizzabile è riconducibile alle ELOFITE dette anche macrofite radicate emergenti.

elenco-piantePiante acquatiche maggiormente utilizzate in Italia (ISPRA 2012)

piante-1piante-2piante-3piante-4Alcune Macrofite Radicate Emergenti (Elofite)