Questo gruppo di criteri è correlato agli obbiettivi posti alla base della tecnologia di fitorecupero a cui ci riferiamo. Di seguito questi criteri vengono riportati in un preliminare ordine gerarchico in relazione ad un caso di fitoestrazione applicata a matrici solide.
- Produzione di biomassa: un’ elevata produzione di biomassa, soprattutto se associata
ad un esteso sviluppo radicale, costituisce un criterio rilevante nella determinazione del potenziale di fitoestrazione perché è direttamente correlata alla massa dei
contaminanti che possono essere accumulati e alla traspirazione dell’acqua. Ogni pianta è caratterizzata da un valore medio di produzione di massa secca, tale valore per le specie arboree è chiamato resa ed è un dato facilmente disponibile perché costituisce un fattore importante ai fini commerciali. Per le specie erbacee o senza particolari utilizzi commerciali questo è un dato di difficile reperibilità per cui è stato necessario definire questo criterio mediante tre sottocriteri o indicatori8 per cui le preferenze siano mutuamente indipendenti le une dalle altre e che da soli riescano a catturare l’aspetto generale del criterio: andando a valutare la prestazione di ciascuna pianta nei riguardi di questi indicatori si potrà desumere il giudizio relativo alla produzione di biomassa. Gli indicatori adottati sono:
- Tasso di crescita
- Durata del periodo di crescita attivo - Altezza della pianta a pieno sviluppo
- Tasso di crescita: è una caratteristica con peculiarità da distinguere a seconda della
tecnica di fitorecupero a cui stiamo facendo riferimento: ad esempio, per la rizodegradazione, la rizofiltrzione, la fitostabilizzazzione il tasso di crescita viene principalmente inteso in termini di sviluppo radicale quindi di profondità, di densità, volume, area superficiale e di estensione laterale che esso può raggiungere. Nella fitoestrazione il tasso di crescita è riferito allo sviluppo aereo della pianta (inter alia EPA, 2000). Questo criterio è strettamente correlato alla velocità di recupero, in quanto tassi di crescita elevati minimizzano i tempi per raggiungere quantità elevate di biomassa. In “The PLANTS Database” viene assunto come tasso di crescita per una pianta quello che si ottiene dopo un adattamento positivo della stessa, relativamente ad altre specie della stessa tipologia.
- Durata del periodo di crescita attivo: in “The PLANTS Database” viene indicato il
periodo stagionale di crescita delle piante; questo periodo può estendersi a una o più stagioni e più è prolungato maggiore sarà la produzione di biomassa della pianta all’ anno.
- Altezza della pianta a pieno sviluppo: l’altezza che viene prevista per la pianta matura
è un dato ottenuto stimando la media delle altezze per le varie specie o cultivar; l’altezza a maturità delle piante appartenenti ad una specie è molto variabile per cui
questa stima viene fornita dal database di riferimento solo per dare un’ idea approssimativa ai fini della pianificazione.
- Densità di piantagione: caratteristica che dipende sia dalla pianta che dalla tecnica di
fitorecupero considerata: sia per le latifoglie che per le specie sempreverdi un’elevata densità di piantagione iniziale assicura un significativo tasso di evapotraspirazione nel primo anno, ma col tempo si verificherà un diradamento delle piante per competizione (fino a 1480 – 1975 alberi per ettaro nei primi sei anni). Per alcune specie tra cui i pioppi e varie specie della famiglia delle salicacee sono state studiate delle configurazioni a filari al fine di ottimizzare il numero di piante per superficie in cui gli alberi possono essere distanziati fino a 0.6 metri e i filari fino a 3 metri (Schnoor, 1997). Per avere un indicatore della densità di piantagione delle singole specie considerate si è tenuto conto della densità di piantagione massima raccomandata che viene riportata come requisito di crescita nel database di riferimento.
- Buoni risultati riferiti dai dati di letteratura: criterio che riguarda il livello di studio
del potenziale di fitorecupero delle specie studiate. Nella matrice di valutazione sarà opportuno riportare i riferimenti bibliografici sulle applicazioni positive delle piante per la tecnica di fitorecupero considerata.
- Profondità radicale: parametro che influenza l’estensione dell’impianto a scala reale e
la capacità delle piante di raggiungere il contaminante. In “The PLANTS Database” viene riportata la profondità minima di matrice solida necessaria affinché sia garantita una crescita ottimale delle piante. Questa caratteristica non rappresenta la naturale estensione radicale ma è un requisito che può essere preso in considerazione come indicatore della consistenza dell’apparato radicale delle piante. Abbiamo scelto tale indicatore perché i dati sulle profondità radicali delle varie specie sono di difficile reperibilità e poi perché abbiamo ritenuto opportuno riferirci al medesimo database per mantenere l’omogeneità dei dati in ingresso. Inoltre è stato verificato che i dati desunti dall’indicatore fossero congruenti con le estensioni radicali riportate in USEPA (2000) per le varie tipologie di specie vegetali.
- Forma e tipologia radicale: possono essere definite due principali tipologie di sistemi
radicali: sistemi fascicolati, che possiedono delle radici molto fini e numerose che garantiscono il massimo contatto con la matrice solida grazie all’elevata area superficiale; e i sistemi a fittone caratterizzati da una radice originaria che cresce verticalmente nel terreno per profondità notevoli. Apparati radicali a sistemi
fascicolati, come la festuca vengono indicate in letteratura per applicazioni di fitostabilizzazione o per coperture vegetative, mentre le piante con sistemi radicali a fittone per la fitoestrazione (Schwab et al., 1998).
- Tasso di evapotraspirazione: parametro rilevante in particolare per quelle
fitotecnologie che si basano sull’estrazione e la cattura dei contaminanti e per le coperture vegetative; il tasso di evapotraspirazione dipende da alcuni fattori tra cui: la dimensione, l’età, la massa della pianta, la superficie fogliare e da fattori climatici (USPA et al., 2000). Nella MCDA questo criterio verrà tradotto attraverso tre indicatori:
- Produzione di biomassa: vedi sopra.
- Leaf area index (LAI): caratteristica definita come il rapporto tra la totale
superficie superiore della vegetazione e la superficie di terreno sulla quale si sviluppa la vegetazione stessa. Il LAI è dunque un rapporto adimensionale che può variare tra 0, per terreni spogli, fino a 6 nel caso di vegetazione molto fitta.
- Densità di piantagione: vedi sopra.
3) Criteri correlati ai costi commerciali e di reperibilità delle piante