Những loại cây giải được ô nhiễm kim loại nặng

Kim loại nặng luôn được coi là loại độc chất hàng đầu với đời sống của động thực vật. Nhưng trong tự nhiên có nhiều loại cây lại rất “thích” các loại chất độc này.

Hiểm họa ô nhiễm kim loại nặng


Cây thơm ổi có khả năng “ăn” kim loại.

Kim loại nặng là loại có độc tính cao, gây ô nhiễm môi trường sống của động thực vật. Khi nhiễm vào cơ thể, kim loại nặng tích tụ trong các mô. Cơ thể cũng có cơ chế đào thải, nhưng tốc độ tích tụ lớn hơn gấp nhiều lần. Ví dụ để đào thải một nửa lượng thủy ngân tích tụ trong mô mất chừng 80 ngày, với cadimi mất 10 năm. Kim loại nặng có thể tích tụ vào nội tạng như gan, thận, thần kinh, xương khớp gây nhiều căn bệnh nguy hiểm như ung thư, thiếu máu, ngộ độc kim loại nặng... Có thể nói kim loại nặng hủy hoại đời sống của động thực vật nói chung. Thực vật có nhiều cách phản ứng khác nhau đối với sự có mặt của các kim loại nặng trong môi trường. Hầu hết các loài thực vật rất nhạy cảm với sự có mặt của các chất độc hại này, thậm chí ở nồng độ rất thấp. Tuy nhiên, vẫn có một số loài thực vật không chỉ có khả năng sống được trong môi trường bị ô nhiễm bởi các kim loại độc hại mà còn có khả năng hấp thụ và tích tụ các kim loại này trong các bộ phận khác nhau của chúng. Nghĩa là trong tự nhiên thứ chất độc này lại là “món ăn” hợp khẩu vị của khá nhiều loại thực vật.

Món ăn khoái khẩu

Ngay từ cuối thế kỷ 19 người ta đã phát hiện ra loài cải xoong (thuộc dòng hyperaccumulators) biết ăn kim loại từ trong đất. Những nông dân phát ruộng đã tìm thấy trong thân của loại cây này một lượng lớn chất kẽm. Sau này người ta phát hiện ra có khoảng 20 loài cải dại thuộc họ này rất thích “chén” những kim loại nặng có độc tính cao như nickel (kền), kẽm. “Ăn” những món chất độc đó, chúng không chết, mà ngược lại lớn nhanh như thổi. Điều này rất giống với một loại hoa dại có tên khoa học là Alyssum bertolonii. Loài hoa màu vàng này có khả năng hút lượng kền gấp 200 lần lượng kim loại nặng có thể giết chết hầu hết các loài thực vật khác. Các nhà khoa học Trung Quốc phát hiện ra một loài cây dương xỉ, một trong những họ thực vật lâu đời nhất trên thế giới và mọc rất nhiều trong tự nhiên hoang dã cũng có “sở trường ăn kim loại nặng” như đồng, thạch tín... Họ phát hiện ra trên lá của loài dương xỉ này có tới 0,8% hàm lượng thạch tín, cao hơn hàng trăm lần so với bình thường, mà cây vẫn tốt tươi.


Cây hoa dại Alyssum bertolonii có khả năng ăn kim loại.

Các nhà khoa học đã phát hiện thạch tín được cây dương xỉ lưu trong lớp lông tơ trên thân cây. Hơn thế, dương xỉ càng phát triển thì “nhu cầu” thạch tín càng lớn, và chúng còn di truyền khả năng “ăn” chất độc sang các thế hệ sau.

Gần đây các nhà khoa học Việt Nam đã phát hiện ra một loài cây dại có tên là thơm ổi thường mọc hoang dại ở Việt Nam cũng có khả năng đặc biệt đó. Loài cây này có khả năng hấp thu kim loại nặng gấp 100 lần bình thường và sinh trưởng rất nhanh. Khả năng “ăn” kim loại nặng của thơm ổi, tuy chưa bằng các loài dây leo, nhưng bù lại chúng lớn nhanh như thổi, rất dễ trồng và chăm sóc. Món “khoái khẩu” của loài cây này là chì. Chúng có thể hấp thụ lượng chì trung bình cao gấp 500-1.000 lần, thậm chí còn lên tới 5.000 lần so với cây đối chứng mà không bị ảnh hưởng. Chúng được xem là loài siêu hấp thu với kim loại nặng là chì và cadmium.

Cho đến nay, các nhà khoa học trên thế giới đã thống kê được khoảng 400 loài trong 45 họ thực vật có khả năng “ăn” kim loại nặng (nồng độ tích lũy trong thân cây cao gấp hàng trăm lần so với bình thường) mà không bị tác động đến đời sống. Các loài này thường là thực vật thân thảo, hoặc thân gỗ. Chúng có khả năng thích nghi một cách đặc biệt với điều kiện môi trường, và hơn nữa, khi tích lũy hàm lượng kim loại nặng cao, không có loài sâu bọ nào dám ăn chúng nữa.

Công cụ để cải tạo môi trường


Cây cải xoong.

Ngày nay người ta vẫn chưa biết rõ về cơ chế hoạt động của các loài thực vật “ăn” kim loại. Nhưng các nhà khoa học đang hướng đến việc sử dụng đặc điểm này để cải tạo môi trường sống, nhất là trong điều kiện môi trường tự nhiên đang bị xâm hại nghiêm trọng.

Các nhà khoa học cho rằng, có thể chúng hoạt động theo cơ chế hình thành phức hợp. Nghĩa là các phức hợp hình thành sẽ giúp kim loại chuyển đến các tế bào có các hoạt động trao đổi chất thấp và được tích lũy ở dạng chất hữu cơ hoặc vô cơ bền vững. Hoặc có thể theo hướng các loài thực vật tách kim loại ra khỏi đất, tích lũy trong các bộ phận của cây, sau đó được loại bỏ qua lá khô, rửa trôi qua biểu bì hoặc bị đốt cháy.

Từ khả năng hấp thu kim loại của thực vật, để phát triển công nghệ xử lý ô nhiễm môi trường đòi hỏi phải đáp ứng một số điều kiện cơ bản như phải lựa chọn được giống dễ trồng, có khả năng vận chuyển các chất ô nhiễm từ đất lên thân cây nhanh, chịu được nồng độ các chất ô nhiễm cao, phát triển nhanh. Trong thực tế có một khó khăn, hầu hết các loài thực vật có khả năng “ăn” nhiều kim loại nặng lại phát triển rất chậm, còn những loài phát triển nhanh lại “dị ứng” với hàm lượng kim loại nặng cao. Vì vậy, việc nghiên cứu, phát triển một số loài thực vật “ăn” kim loại nặng đáp ứng cả 2 điều kiện (như một số loài đã nêu trên), tuy mới ở bước đầu, nhưng đặc biệt cần thiết nếu muốn phát triển rộng khắp và hiệu quả.

Hiện nay các nhà khoa học môi trường đã nỗ lực tận dụng khả năng đặc biệt này của các loài thực vật “ăn” kim loại để xử lý môi trường. Thống kê (1998) của Cục môi trường châu Âu (EEA) đánh giá hiệu quả kinh tế của các phương pháp xử lý kim loại nặng trong đất bằng phương pháp truyền thống và phương pháp sử dụng thực vật tại 1.400.000 vị trí bị ô nhiễm ở Tây Âu, kết quả cho thấy chi phí trung bình của phương pháp truyền thống trên 1 hecta đất từ 0,27 đến 1,6 triệu USD, trong khi phương pháp sử dụng thực vật chi phí thấp hơn đến 1.000 lần. Ngoài ra, khi thu hoạch các loài thực vật “ăn” kim loại, người ta có thể thu hồi được các loại kim loại quý như kền, vàng... đây cũng là một nguồn lợi kinh tế không nhỏ.

( Sức Khoẻ Đời Sống)