MCDA per la selezione di piante su matrice solida

In questo paragrafo illustriamo come la tecnica del MCDA può essere adattata per un caso generale di selezione della pianta più idonea da utilizzare per il recupero di matrici solide contaminate. Il modello che otterremo sarà strutturato secondo i punti descritti nel paragrafo 2.3 e provvederà ad ordinare le piante considerate (opzioni) secondo un ordine di preferenza.

Contesto decisionale

Questo lavoro ha lo scopo di mettere a punto uno strumento di supporto decisionale che assista i decision makers nella questione della selezione delle piante per l’applicazione delle tecniche di fitorimediazione una volta che la fattibilità di tale tecniche è stata comprovata per il sito in esame.

Nel nostro caso i decision makers sono rappresentati da operatori coinvolti nella gestione di siti contaminati, come amministrazioni pubbliche, tecnici e imprese del settore ambientale. In questa prima fase i decision makers dovranno avere a disposizione una caratterizzazione del sito in esame che includa: una descrizione del sito (ubicazione, confini di proprietà, destinazione d’uso ed eventuali tentativi di rimediazione condotti precedentemente); l’estensione, la distribuzione e la natura della contaminazione; informazioni specifiche sui parametri climatici e agronomici tra cui la tessitura del terreno, la salinità, la porosità, la conducibilità elettrica, la capacità di scambio cationico, il contenuto di materia organica, il potenziale idrico, i nutrienti nel terreno; questi parametri agronomici possono condizionare alcune soluzioni di progetto delle fitotecnologie, come l’utilizzo di ammendanti o di sistemi di irrigazione, e costituiscono un set di criteri fondamentali per la selezione delle piante.

I criteri di selezione delle piante sono inoltre strettamente correlati al tipo di fitotecnologia che si intende adottare, per cui in questa prima fase è necessario individuare la tecnica di fitorecupero più adatta al sito sulla base delle seguenti considerazioni:

- tipologia della matrice solida del sito (terreno, sedimento, fango); - natura del contaminante;

- obbiettivi del recupero.

Per le principali tecniche di fitorecupero si rimanda alla Tabella 1.

Supponendo per esempio, di dover recuperare un terreno contaminato da metalli pesanti le fitotecnologie applicabili potranno essere la fitoestrazione o la fitostabilizzazione, ma se nell’obbiettivo del recupero viene richiesto che tale contaminante venga sequestrato nella parte aerea della pianta, la fitoestrazione sarà l’unica fitotecnologia utilizzabile. Se il terreno è

contaminato anche da inquinanti organici, oltre che da metalli pesanti, si dovrà fare riferimento ad altre fitotecnologie: la fitodegradazione, la rizodegradazione o la copertura vegetativa. In quest’ultimo caso di terreno multi-contaminato l’MCDA dovrà essere impostato per rispondere ai due obbiettivi di recupero considerandoli uno per volta, così da pervenire a due liste di piante con buone prestazioni per il recupero di ciascun contaminante. In questo studio l’MCDA verrà impostato per la selezione dell’essenza vegetale più idonea al recupero di matrici solide contaminate da metalli pesanti.

Identificazione delle opzioni da valutare

La lista delle opzioni da considerare può essere stilata facendo riferimento alle categorie delle essenze vegetali definite nel processo di selezione delle piante proposte dall’ ITRC e può essere integrata dalle piante che hanno delle buone prestazioni di adattabilità nei confronti del criterio agronomico ritenuto più limitante. Ad esempio nei casi di matrici solide o acque di falda saline sarà necessario introdurre delle specie alofite, come la tamerice o l’artemisia, senza ritenere però che queste possano essere, in tale condizione, le uniche specie adatte allo scopo, sotto l’assunzione che non possono esserci altre alternative, determinando così una scarsità di opzioni da introdurre nel modello. Se, al contrario, il numero delle opzioni da considerare appare inizialmente troppo elevato, potrebbe risultare difficoltoso recuperare ed elaborare tutti i dati necessari al fine di valutare la prestazione di ogni specie nei confronti di ciascun criterio; in questo caso sarà opportuno ricorrere ad alcune semplici procedure dell’ MCA, come la dominanza o l’eliminazione lexografica.

Le opzioni individuate verranno introdotte nella matrice di valutazione indicandole con il nome scientifico delle piante. Prima di ciò, al fine di facilitare la ricerca sui database delle piante e agevolare la comunicazione con tutti i soggetti coinvolti nella pianificazione e nella realizzazione del progetto, sarà opportuno predisporre una tabella dove, per ciascuna specie, vengano riportati, oltre al nome scientifico, quelli comuni in italiano ed in inglese. Altre informazioni utili da riportare per la configurazione di diverse soluzioni di progetto sono: la motivazione per cui la pianta è stata considerata come un’alternativa di progetto, la tipologia6 e la durata di crescita.

Per quanto riguarda la tipologia di crescita, è importante osservare che in molti database di piante le prestazioni delle piante nei riguardi di alcuni criteri sono relative alle caratteristiche di altre specie con la stessa tipologia di crescita, quindi l’ MCDA indicherà le opzioni più idonee per ciascuna tipologia di crescita individuata.

Identificazione dei criteri e dei sotto-criteri

Tutti i criteri che entrano in gioco nella valutazione della prestazione di un’ essenza vegetale, nei riguardi degli obbiettivi posti alla base della tecnica di fitorecupero adottata, possono essere raggruppati in tre categorie:

1) Criteri correlati all’ adattabilità climatica e agronomica delle piante (adattabilità). 2) Criteri correlati al potenziale fitoestrattivo delle piante (efficacia).

3) Criteri correlati ai costi commerciali e di reperibilità delle piante (costi).

Per esprimere i giudizi da immettere nella matrice di valutazione, i decision makers potranno fare riferimento ai database di piante che riportano le caratteristiche e i requisiti di crescita delle piante per i giudizi relativi ai criteri correlati all’adattabilità delle piante per il sito in esame; per valutare le prestazioni delle piante in termini di efficacia sarà necessario rivolgersi ai dati sulle piante riportati nella letteratura specifica della fitotecnologia scelta; infine per avere un’ idea dei costi legati all’acquisto e alla reperibilità delle piante, andranno compiute delle indagini di mercato presso i vivaisti e le aziende agricole presenti sul territorio del sito considerato.

In questo studio, per la definizione dei criteri e dei giudizi, abbiamo fatto riferimento alla caratteristiche delle piante riportate sul database on-line “The PLANTS Database” del Dipartimento di agricoltura degli Stati Uniti (USDA). Da questo database è stato possibile definire anche alcuni criteri correlati al potenziale di fitorimediazione delle piante, tra cui il tasso di crescita, la durata del periodo di crescita attivo, la profondità radicale; inoltre presenta i vantaggi di essere accessibile al pubblico e di contenere un vasto numero di specie.