Trong một nghiên cứu mới trên tạp chí Metallomics, nhóm các nhà khoa học tại Đại học Queensland (Australia) cho biết đã phát hiện khả năng hấp thụ các kim loại nặng độc hại từ đất của nhiều loài cây thuộc họ cải, mở ra triển vọng ứng dụng rộng rãi của nông nghiệp trong lĩnh vực khai thác tài nguyên và bảo vệ môi trường.

Theo nhóm nghiên cứu, những loại rau lá xanh phổ biến như cải xoăn, bắp cải, bông cải xanh, súp lơ, cải mù tạt và cải Brussels nổi bật với khả năng hút các kim loại nặng từ đất thông qua rễ, sau đó tích trữ trong mô thực vật qua một quá trình khai thác bằng thực vật hay còn gọi là “phytomining”.

Tiến sĩ Amelia Corzo-Remigio, một nhà địa hóa học tham gia nghiên cứu, cho biết giới khoa học từ lâu đã biết những loài cây này có khả năng tích tụ thallium, một loại kim loại cực độc nhưng lại có giá trị cao trong công nghiệp, được sử dụng trong công nghệ y sinh, sản xuất kính quang học và chất bán dẫn. Tuy nhiên, cơ chế hấp thụ và cách khai thác đặc tính này vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ.

“Thallium rất độc hại với con người, nhưng đồng thời cũng là kim loại quan trọng đối với nhiều ngành công nghiệp. Điều này mở ra cơ hội tận dụng các loài thực vật để khai thác kim loại theo hướng bền vững hơn”, bà cho biết.

Để hiểu rõ cơ chế hấp thụ và lưu giữ kim loại của cây, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các kỹ thuật hình ảnh tiên tiến như huỳnh quang tia X vi mô và bản đồ nhiễu xạ tia X trên cây sống.

Kết quả cho thấy cải xoăn lưu trữ thallium dưới dạng tinh thể clorua. Các tinh thể này tập trung dọc theo hệ gân bên trong lá, giúp các nhà khoa học xác định chính xác vị trí và trạng thái của kim loại trong cây.

Đây là một phát hiện đặc biệt quan trọng, bởi cấu trúc tinh thể này có thể giúp việc chiết xuất kim loại trở nên dễ dàng hơn bằng các phương pháp luyện kim hiện có, đồng thời tạo điều kiện mở rộng quy mô thu hồi trong tương lai.

Hình minh họa về quá trình chiết xuất thallium từ cải xoăn

Phytomining được đánh giá là giải pháp tiềm năng nhằm giải quyết đồng thời hai thách thức lớn, đó là xử lý đất ô nhiễm và cung cấp nguồn nguyên liệu quan trọng cho các ngành công nghệ cao.

Theo các chuyên gia, nhu cầu về kim loại sẽ tiếp tục tăng mạnh cùng với sự phát triển của năng lượng tái tạo và công nghệ y tế, trong khi các phương pháp khai thác truyền thống thường gây tác động tiêu cực đến môi trường.

Trong bối cảnh đó, việc sử dụng thực vật để “khai thác” kim loại từ đất ô nhiễm hoặc đất có hàm lượng khoáng thấp được xem là hướng đi thân thiện hơn với môi trường.

“Chúng ta đang đối mặt với nhu cầu kép khi vừa phải phục hồi đất đai bị ô nhiễm, vừa phải đảm bảo nguồn cung các nguyên tố quan trọng theo cách bền vững nhất. Các loài cây họ Cải có thể là một phần của lời giải”, tiến sĩ Corzo-Remigio nhấn mạnh.