Più verde, più pulito


    L'attività umana ha inquinato in modo grave suolo e acqua rendendoli praticamente inabitabili su regioni estese.

    Il problema è concreto, richiede un intervento massivo, costoso, non sempre risolutivo, ma immancabilmente devastante per l'ambiente.

    Per decontaminare suolo e acque da metalli pesanti, radionuclidi o inquinanti organici si ricorre in generale e per quanto possibile alla rimozione fisica delle parti intaccate che vengono bruciate o coperte o filtrate: di fatto l'inquinamento non viene eliminato, ma semplicemente dislocato o trasformato, "muck and truck".

    Esiste un'alternativa ecologica, meno costosa, più rapida, nettamente più efficace, ma che ancora non si è imposta: la biorimediazione.

    Questa strategia utilizza i batteri e le piante (fitorimediazione) per eliminare gli agenti inquinanti da suolo e acque. Entrambi gli approcci sono guardati con grande interesse e costituiscono attualmente l'oggetto di un'alacre attività di ricerca.

    La prospettiva di tali applicazioni deriva dall'osservazione che alcuni ceppi batterici e determinate specie vegetali possono crescere in terreni pesantemente inquinati per evoluzione di un sistema di "disintossicazione" che ha loro conferito un innegabile vantaggio selettivo.

    Le piante hanno di fatto proprietà fisiologiche e biochimiche che le rendono operatori ideali per quest'opera di decontaminazione che conducono mediante processi di assorbimento radicale degli inquinanti (a volte attraverso le vie d'accesso dei nutrienti), traslocazione a diversi tessuti, iperaccumulazione o trasformazione e mineralizzazione in composti meno tossici.

    È stato osservato, ad esempio, che la pianta della senape indiana (Brassica juncia) può concentrare rapidamente nella radice Cd(II), Ni(II), Pb(II) e Sr(II), mentre, per un meccanismo analogo, la felce Pteris vittata cresce in zone inquinate da composti dell'arsenico.

    Tipi di inquinanti

    Non tutti gli agenti inquinanti vengono rimossi allo stesso modo: è importante distinguere gli inquinanti cosiddetti elementari, vale a dire metalli pesanti tossici e radionuclidi, dagli inquinanti organici.

    Inquinanti elementari

    I primi (ad esempio arsenico, cadmio, cesio, piombo, mercurio, stronzio, trizio, uranio) sono essenzialmente immutabili e la pianta non è in grado di renderli totalmente innocui, ma si limita ad estrarli dal suolo, traslocarli nelle parti aeree (in molti casi confinandoli nei vacuoli), a volte trasformandoli in specie chimiche meno tossiche o semplicemente sequestrandoli nelle radici ed evitando cosi che vengano dilavati altrove.

    Inoltre batteri e funghi della rizosfera, come pure le radici stesse, sembrano essere in grado a volte di secernere degli agenti chelanti che facilitano l'assorbimento dei metalli. Evidentemente interrogativi legittimi, ma non del tutto risolti, possono insorgere circa le modalità di smaltimento delle piante sature di elementi inquinanti, qualora venissero utilizzate per una decontaminazione massiva.

    Inquinanti organici

    Gli inquinanti organici (come diossina, benzopirene, trinitrotoluene, tricloroetilene) possono venire completamente mineralizzati in costituenti non tossici come CO2, NH3, Cl- e SO42-.

    Le biotecnologie potrebbero incrementare l'efficienza e migliorare le applicazioni della fitorimediazione: un'utilizzo delle piante trangeniche che potrebbe finalmente incontrare un consenso diffuso.

    Con interventi di transgenesi, ad esempio, sarebbe possibile risolvere il problema della biomassa ridotta di alcune tra le piante selvatiche decontaminanti, o conferire alle piante la capacità di condurre reazioni di decontaminazione proprie di microroganismi e animali come anche di agire su due diversi agenti inquinanti, ad esempio un radionuclide e un metallo pesante.

    Un risultato importante è stato recentemente ottenuto: piante di tabacco transgenico che esprimono un gene codificante una nitroreduttasi batterica possono decontaminare il suolo dal trinitrotoluene (TNT) (1).

    Il 2,4,6-trinitrotoluene rappresenta un residuo esplosivo estremamente tossico e difficile da eliminare.

    Attualmente viene incenerito, ma la procedura potrebbe liberare nell'aria residui altamente inquinanti derivati da una combustione parziale.

    Il TNT ha effetti drammatici sia sulla salute umana che sull'ambiente.

    Sull'uomo provoca anemia, danni epatici e cancro, mentre un prodotto particolarmente tossico derivato dalla degradazione del TNT, il monoamminodinitrotoluene (ADNT), colora di rosa lagune e corsi d'acqua.

    Il gene del batterio Enterobacter cloacae che codifica una nitroreduttasi attiva contro il TNT è stato introdotto in piante di tabacco conferendo loro la capacità di tollerare, assorbire ed eliminare il TNT in modo sensibilmente più efficace delle piante selvatiche, il cui sviluppo è fortemente inibito in presenza di TNT.

    Le piante trasformate incorporano il TNT molto più rapidamente delle piante selvatiche e accumulano quantità minime di ADNT, il prodotto finale della reazione enzimatica.

    Inoltre nelle piante trasformate non rimane traccia di TNT estraibile.

    Ulteriori analisi verrano condotte in futuro per definire il destino del TNT e dei suoi cataboliti nella pianta, ma è stato ipotizzato che la strategia di eliminazione comporti l'intervento di molecole che coniugandosi con il TNT o con i suoi metaboliti ne determinerebbero l'isolamento in specifici compartimenti cellulari.

    Questa strategia estremente promettente e ricca di prospettive non manca di alcune incertezze che devono necessariamente essere chiarite.

    Si dovrà ad esempio stabilire se la mineralizzazione del TNT a derivati non tossici è completa o se persistono prodotti intermedi ugualmente molto dannosi.

    Sarà fondamentale infine stabilire con quale efficacia queste piante da laboratorio agiscano in campo e in condizioni di coltura massiva su terreni inquinati.

    Ma a dispetto delle incertezze la fitorimediazione, con l'ausilio delle biotecnologie, rappresenta un'alternativa concreta per risolvere un problema ambientale preoccupante in un modo efficace, idealmente adattabile a moltissime situazioni e basato su risorse rinnovabili.

    Bibliografia

    (1) Hannink, N., Rosser, S.J., French, C.E., Basran, A., Murray, J.A.H., Nicklin, S., Bruce, N.C. (2001) Phytodetoxification of TNT by transgenic plants expressing a bacterial nitroreducatase. Nat. Biotech., 19: 1168-1172.



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