Loại cây ưa kim loại nặng
Theo trang Kompas, vào năm 2004, Aiyen Tjoa – một nhà sinh vật học địa chất, giảng viên trường đại học Tadulako tình cờ đến thị trấn nhỏ ở Sorowako nằm ở trung tâm đảo Sulawesi, Indonesia. Thị trấn này là một trong những nơi khai thác niken lớn nhất thế giới. Một công ty khai thác ở đây đã cung cấp tớ 5% sản lượng niken cho toàn cầu.
Sorowako cũng nổi tiếng với thảm thực vật với nhiều loài đặc hữu không thể tìm thấy ở nơi khác. Thế nhưng khi Tjoa tới đây thì chúng đã bị dọn dẹp, chỉ còn lại vùng đất cằn cỗi và bụi bặm.
Trên đảo Sulawesi, Indonesia, một nhóm các nhà nghiên cứu đã tìm thấy 2 loại cây thường mọc trên các mỏ niken. (Ảnh: Global Plants)
Thế nhưng, trong lúc tìm kiếm, Tjoa tình cờ phát hiện ra phía trên mặt đất của những khu vực khai thác niken tại thị trấn này luôn xuất hiện 2 loại cây. Đó chính là Sarcotheca celebica và Knema matanensis.
Theo định nghĩa của Tjoa, những loại cây này có thể gọi là "siêu thực vật", chúng không chỉ thích nghi được tại môi trường giàu niken mà còn có khả năng hấp thu lượng lớn kim loại này. Bởi trên thực tế, hầu hết các loại thực vật chỉ hút được một lượng nhỏ kim loại nặng để kích hoạt một số enzyme sử dụng cho quá trình ra hoa của cây. Tuy nhiên, nếu lượng niken quá nhiều, nó có thể khiến cây bị đầu độc và chết. Do đó, loại cây có thể tích trữ nhiều niken là rất hiếm.
Saraca celebica là một loài loài thực vật họ Đậu (Fabaceae). Loài này chỉ có ở Indonesia. Saraca celebica được tìm thấy ở gần các dòng suối và vùng đất thấp. Theo Sách đỏ thế giới, Saraca celebica được đưa vào danh sách các loài bị đe dọa tuyệt chủng vào năm 1998. Hiện nay số lượng cá thể trưởng thành của loại cây này không còn nhiều do bị người dân chặt phá nghiêm trọng.
Knema matanensis là một loài thực vật thuộc họ Myristicaceae. Loại cây này cũng được Sách đỏ thế giới liệt vào các loài dễ bị tổn thương D2 vào năm 1998. Hiện nay, loài Knema matanensis đang bị suy giảm về diện tích và chất lượng môi trường sống do con người.
Một trong số 2 loại cây có khả năng hấp thu lượng lớn niken chỉ có ở Indonesia. (Ảnh: Global Plants)
Các chuyên gia sinh vật học sau khi phân tích đã nhận thấy rằng 2 loại thực vật này chủ yếu tích trữ niken trong chồi, lá, rễ và nhựa cây. Đặc điểm nhận dạng là nhựa của những cây này có màu xanh chuối hoặc xanh dương do ảnh hưởng từ niken.
Để hoàn thành nghiên cứu này, Tjoa đã mất tới 4 năm để rà soát toàn bộ thị trấn. Sau khi tìm thấy 2 loại cây này, Tjoa đã đưa mẫu vật về phòng thí nghiệm, sấy khô và kiểm tra bằng tia X-ray. Cả 2 loài Sarcotheca celebica và Knema matanensis đều có thể tích trữ từ 1.000 đến 5.000 microgram niken trên mỗi gram lá khô.
Tuy nhiên, trên thế giới, có khoảng 450 loài thực vật thường mọc trên khu vực có chứa niken được ghi nhận. Những loài như Alyssum murale, một loài cây bản địa tại Ý, có thể tích trữ đến 30.000 microgram niken trong 1g lá khô. Một loài khác là Phyllantus balgoyii, có thể tìm thấy tại Malaysia, cũng có lượng niken tương tự trong nhựa của chúng. Trong khi đó, so với các loài thực vật tích trữ niken ở nơi khác, 2 loài được Tjoa tìm thấy có khả năng tích trữ không cao.
Đặc điểm nhận dạng của những cây có trữ lượng niken lớn là nhựa của chúng có màu xanh chuối hoặc xanh dương do ảnh hưởng từ niken. (Ảnh: BBC)
Ngưỡng này có thể là cao so với các loài thực vật trữ kim loại khác nhưng nhóm của Tjoa đang tìm kiếm loài cây có thể tích trữ ít nhất 10.000 microgram niken trên mỗi gram lá khô. Nguyên nhân là bởi họ muốn biến những loại cây này thành nguồn cung niken mới.
Đây là một cách khai thác kim loại này mà không cần phải tàn phá hệ sinh thái có tên gọi là "phytomining". Cụ thể, trong các loài cây siêu tích trữ niken có hàm lượng lớn kim loại, khi đốt chúng thành tro thì kim loại trong nó sẽ có từ tính. Một phần là do sự hấp thụ niken ở các loài thực vật siêu tích trữ diễn ra đồng thời với quá tình hấp thụ sắt, một kim loại có tính từ tính cao.
Theo tính toán của nhóm nghiên cứu, nếu tìm được các loại cây có thể tích trữ đến 30.000 microgram niken trong 1 g lá khô thì trong 1 năm họ có thể sản xuất 120 kg niken trên mỗi hecta. Nếu tính theo giá thị trường có thể thu được khoảng 1.754 USD/ha.
Quá trình khai thác niken ở cây cần phải cắt tỉa và đốt các phần chồi vì đây là nơi chứa nồng độ kim loại lớn nhất. Quá trình này sẽ thải ra khí CO2 khi đốt, thế nhưng, nhóm chuyên gia cho biết việc họ sẽ trồng lại các loại cây siêu tích trữ niken này sẽ giúp cân bằng lại lượng khí CO2 tạo ra.
Các nhà khoa học sẽ sử dụng phương pháp đốt những cây có trữ lượng niken lớn để thu hoạch loại kim loại này. (Ảnh: Investing)
Ngoài ra, Tjoa cũng chia sẻ với BBC, các loài cây này sẽ giúp cải tạo đất tại khu vực khai thác niken. Vì để khai thác niken ở các khu mỏ, người ta cần nghiền đất đá, hành động này sẽ giải phóng các nguyên tố phóng xạ, bụi xi măng, bụi kim loại. Hơn nữa, các mỏ này còn thải ra nhiều chất thải độc hại dưới dạng lỏng gọi là quặng đuôi. Nếu không được xử lý đúng, chất thải chứa asen và thủy ngân có thể sẽ bị rò rỉ ra môi trường. Chưa kể, phương pháp này còn gây ra lượng lớn khí thải CO2.
Trong khi, phương pháp phytomining còn mang lại nhiều tác dụng hữu ích khác. Các loài thực vật siêu tích trữ niken không chỉ nâng cao chất lượng đất mà còn đem lại các chất dinh dưỡng cần thiết cho các loài cây thông thường khác. Nó mang lại lợi ích kinh tế cho các công ty khai khoáng nhờ có thêm dư lượng niken trong cây. Các công ty này có thể sử dụng phytomining như một cách song song.
Vì sao ví niken như một loại "vàng trắng"?
Niken là một nguyên tố kim loại tự nhiên có màu trắng bạc, sáng bóng. Nó là nguyên tố phổ biến thứ 5 trên trái đất và tìm thấy nhiều trong vỏ và lõi của trái đất. Niken, cùng với sắt, cũng là một nguyên tố phổ biến trong thiên thạch và thậm chí có thể được tìm thấy một lượng nhỏ niken trong thực vật, động vật và nước biển.
Theo Hội Hóa học Hoàng gia (RSC), niken được phát hiện vào năm 1751 bởi nhà khoáng vật học và nhà hóa học người Thụy Điển, Axel Fredrik Cronstedt.
Niken là một nguyên tố kim loại tự nhiên có màu trắng bạc, sáng bóng. (Ảnh: Investing)
Trong bối cảnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa nhất là trong chuỗi cung ứng toàn cầu hiện nay, niken là một trong nhiều tài nguyên đang được săn đón hàng đầu trên thế giới, đặc biệt là khi niken được sử dụng nhiều trong ngành công nghệ tương lai như pin xe điện (EV).
Theo chuyên gia, dự báo trong giai đoạn sắp tới, do lượng niken sử dụng để sản xuất pin xe điện tăng lên và quy mô sản xuất pin được mở rộng, nhu cầu sản lượng niken sẽ tăng lên đáng kể. Điều này đồng nghĩa với việc, thế giới có thể bước vào cơn khát niken nếu như chuỗi cung ứng toàn cầu bị ảnh hưởng hay gián đoạn do các biến động địa chính trị hay xung đột.
Trên thế giới hiện nay, nhu cầu sử dụng niken rất lớn ở Trung Quốc theo giới chuyên gia sẽ làm ảnh hưởng đến tăng trưởng tiêu thụ kim loại này trong giai đoạn sắp tới.
Đồng thời, Trung Quốc hiện đang chiếm hơn một nửa lượng tiêu thụ niken của thế giới và dự báo sẽ tiếp tục tăng do hoạt động sản xuất thép không gỉ và sản xuất pin ngày càng tăng cho xu hướng xe điện phổ biến.
Niken hiện nay đang là loại kim loại đang gây nên "cơn khát" toàn cầu. (Ảnh: BBC)
Trong khi đó, các nước khai thác quặng niken lớn nhất thế giới cũng đã bắt đầu phải tính toán lại phương cách bảo toàn thứ kim loại quan trọng này cho mình. Vì vậy kim loại này đang tạo ra "cơn khát" trên toàn cầu, được ví là một loại "vàng trắng".
Theo trang Kinh tế trung ương, niken được phân bổ khá tốt trên toàn cầu với nguồn tài nguyên ước tính khoảng 300 triệu tấn.
Dự trữ niken ước tính là 94 triệu tấn và chủ yếu nằm ở Indonesia (22,4%), Australia (21,3%), Brazil (17%), Nga (7,3%), Cuba (5,9%) và Philippines (5,1%).
Đặc biệt, đảo Sulawesi và một số đảo lân cận của Indonesia có lớp móng địa chất siêu khoáng chất lớn nhất trên thế giới với 23.400 ha, trong đó có thể chứa hàm lượng lớn niken. Ngoài việc có hàm lượng niken lớn, đất từ móng địa chất này còn hình thành độ đặc hữu thực vật cao. Do đó, những khu vực là nơi hoàn hảo để các loại cây siêu tích trữ niken phát triển và triển khai phương pháp phytomining.
Tổng hợp
