Làm thế nào để loại bỏ các đồng vị phóng xạ khỏi đất để làm cho nó có năng suất trở lại?
Sau thảm họa hạt nhân ở Hiroshima, Fukushima và Chernobyl, nhiều vùng đất nông nghiệp trở nên không thể sử dụng để trồng trọt. Các chất phóng xạ do vụ tai nạn giải phóng có nhiều tác hại ngay lập tức đối với thực vật, động vật và môi trường của chúng. Sự lắng đọng trực tiếp này trên thực vật là mối quan tâm lớn nhất trong hai tháng đầu tiên sau vụ tai nạn do iốt phóng xạ phân rã nhanh chóng. Sau giai đoạn lắng đọng ban đầu này, một mối quan tâm ngày càng quan trọng là sự ô nhiễm thực vật do hấp thụ các chất phóng xạ, chẳng hạn như cesium và stronti, từ đất qua rễ của chúng. Trong vài năm đầu sau vụ tai nạn, mức độ phóng xạ trong thực vật và động vật nông nghiệp giảm nhanh chóng do các yếu tố như phong hóa và thối rữa, nhưng kể từ đó mức độ phóng xạ vẫn giảm nhưng chậm hơn.
Sơ đồ minh họa lắng đọng đồng vị phóng xạ trên thực vật và đất
Nhằm phục hồi đất để canh tác, các nhà khoa học và nông dân đã cố gắng tìm cách loại bỏ bức xạ khỏi đất. Trong số các phương pháp tốn kém khác nhau, họ đã tìm ra giải pháp để giải quyết vấn đề phóng xạ ở những khu vực có tỷ lệ canh tác cao. Giải pháp này là một cây hướng dương, với vai trò là siêu tích lũy, có cơ chế hiệu quả để hút chất dinh dưỡng, nước, khoáng chất và một số đồng vị phóng xạ như strontium và cesium từ đất. Hướng dương hấp dẫn còn bởi nó phát triển tốt, nhanh chóng tạo ra nhiều sinh khối, thích nghi với nhiều vùng khí hậu khác nhau và không tốn nhiều công chăm sóc so với một số loại cây trồng khác.
cánh đồng hoa hướng dương
Làm thế nào hoa hướng dương rút ra đồng vị phóng xạ từ đất?
Những đồng vị phóng xạ đó bắt chước một số chất dinh dưỡng mà cây hấp thụ bình thường. Vì vậy thực vật thực sự không phân biệt giữa các đồng vị phóng xạ đó và một số chất dinh dưỡng trong đất như kali và canxi mà nó hấp thụ như một lẽ tất nhiên.
Mục tiêu là hoa hướng dương tập trung phóng xạ từ đất, có nồng độ khá thấp, đến nồng độ cao hơn nhiều trong nguyên liệu thực vật. Vật liệu thực vật đó cần phải được xử lý, bằng cách di chuyển chất gây ô nhiễm hoặc đồng vị phóng xạ cụ thể đó từ silica, ma trận aluminosilicate trong đất, rất khó xử lý, thành chất dựa trên carbon trong vật liệu thực vật. Và đó thực sự là mối liên hệ giữa hoa hướng dương và nhà máy điện hạt nhân được phát hiện.
Trồng hoa hướng dương hiện là giải pháp tốt nhất để loại bỏ đồng vị phóng xạ khỏi đất, nhưng các nhà khoa học cần tìm ra công nghệ canh tác mới để đạt được kết quả tốt hơn. Vì các đồng vị phóng xạ đóng vai trò như chất dinh dưỡng thực vật, nên stronti rất giống với canxi và nó rất sẵn có đối với thực vật, trong khi cesium hoạt động giống như kali được cố định vào các hạt đất và không thể dễ dàng loại bỏ nó khỏi đất. Tại nơi xảy ra thảm họa hạt nhân ở Fukushima, hoa hướng dương chỉ có thể loại bỏ 0,5% chất phóng xạ cesium trong đất.
Mức độ đóng vai trò của hoa hướng dương như là phương tiện không xâm lấn, hiệu quả nhất để làm sạch bức xạ hạt nhân vẫn chưa được biết rõ, nhưng triển vọng và khả năng vốn có đối với sinh học của loài thực vật này liên tục bộc lộ. Hoa hướng dương tình cờ trở thành một biểu tượng quốc tế cho việc giải trừ vũ khí hạt nhân – một dấu hiệu tinh tế khác cho thấy những hành động làm vườn nhỏ thực sự có thể thay đổi thế giới.
