Trong số hơn 400 loài thực vật được tìm thấy hiện nay được các nhà khoa học công bố là thực vật siêu tích luỹ kim loại nặng, dương xỉ là một loài thực vật triển vọng. Các nghiên cứu đã chỉ ra các loài dương xỉ có khả năng siêu tích luỹ các kim loại nặng như: Asen, Crom, Cadimi, Sắt, Magie… nhưng phổ biến nhất là Asen. Việc ứng dụng các thành tựu của sinh học phân tử, di truyền và công nghệ vi sinh được coi là chìa khoá để phát triển công nghệ Phytoremediation nói chung và ứng dụng các loài dương xỉ siêu tích luỹ kim loại nặng để xử lý môi trường đất và nước nói riêng. Mời các bạn cùng tham khảo bài viết Hướng tiếp cận và triển vọng trong sử dụng các loài dương xỉ siêu tích lũy kim loại nặng nhằm xử lý ô nhiễm môi trường để nắm rõ hơn!
HƯỚNG TIẾP CẬN VÀ TRIỂN VỌNG TRONG SỬ DỤNG CÁC LỒI DƯƠNG XỈ SIÊU TÍCH LŨY KIM LOẠI NẶNG NHẰM XỬ LÝ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG Nguyễn Thị Thắm1*, Phạm Quý Giang1,2 Khoa Môi trường, Trường Đại học Hạ Long Phòng Hợp tác quốc tế Quản lý khoa học, Trường Đại học Hạ Long * Email: nguyenthitham@daihochalong.edu.vn Ngày nhận bài: 15/11/2021 Ngày nhận sửa sau phản biện: 03/03/2022 Ngày chấp nhận đăng: 25/03/2022 TÓM TẮT Trong năm gần đây, nghiên cứu tách kim loại nặng đất, nước loài thực vật (Phytoremediation) hướng nghiên cứu mới, có chi phí rẻ, hiệu cao, đặc biệt phải sử dụng hố chất nên khơng gây ảnh hưởng thứ cấp tới mơi trường Trong số 400 lồi thực vật tìm thấy nhà khoa học cơng bố thực vật siêu tích luỹ kim loại nặng, dương xỉ loài thực vật triển vọng Các nghiên cứu loài dương xỉ có khả siêu tích luỹ kim loại nặng như: Asen, Crom, Cadimi, Sắt, Magie… phổ biến Asen Việc ứng dụng thành tựu sinh học phân tử, di truyền công nghệ vi sinh coi chìa khố để phát triển cơng nghệ Phytoremediation nói chung ứng dụng lồi dương xỉ siêu tích luỹ kim loại nặng để xử lý mơi trường đất nước nói riêng Từ khố: Asen, dương xỉ, kim loại nặng, phytoremediation, siêu tích lũy APPROACHES AND PROSPECTS IN THE USE OF HEAVY METAL HYPERACCUMULATING FERNS FOR ENVIRONMENTAL POLLUTION TREATMENT ABSTRACT In recent years, research on heavy metal remediation for soil and water by phytoremediation is one of the new research directions, which is low cost but effective, and especially environmentally friendly as it does not require the use of chemicals Among more than 400 plant species that are considered as hyperaccumulators of heavy metals, ferns are promising plant species Studies have shown that these ferns are capable of hyperaccumulating heavy metals such as Arsenic, Chromium, Cadmium, Iron, and Magnesium but the most common is Arsenic The application of achievements in molecular biology, genetics, and microbiological technology is considered as the key to the development of phytoremediation technology in general and the application of heavy metal hyperaccumulating ferns for the remediation of land and water environment in particular Keywords: Arsenic, fern, heavy metal, hyperaccumulation, phytoremediation 78 Số 02 (2022): 78 – 92 KHOA HỌC KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐẶT VẤN ĐỀ Vấn đề ô nhiễm kim loại độc hại sinh gia tăng nhanh chóng kể từ cách mạng công nghiệp bắt đầu, gây ảnh hưởng tới môi trường sức khỏe người Một số kim loại nặng có khối lượng riêng cao 5g/cm3 bao gồm cadmium (Cd), thủy ngân (Hg), chì (Pb), đồng (Cu), kẽm (Zn) số kim loại khác Đây tác nhân gây ô nhiễm chủ yếu đến mơi trường tồn giới vấn đề sức khỏe người Bên cạnh đó, cịn có số kim loại khác asen (As), crom (Cr), nhôm (Al) gây lo ngại nghiêm trọng độc tính chúng (Yan nnk., 2020) Hiện nay, có nhiều cơng nghệ tiên tiến nghiên cứu áp dụng giới để xử lý ô nhiễm kim loại nặng phương pháp kết tủa hóa học, điện hóa, trao đổi ion, hấp phụ cộng kết hóa học Tuy nhiên, cơng nghệ u cầu bổ sung nhiều loại hóa chất vào nước thải, tạo nhiễm thứ cấp u cầu chi phí xử lý cao, thời gian xử lý dài (Rehman nnk.,2017) Trong thời gian gần đây, nghiên cứu tách thu hồi kim loại nặng môi trường thực vật cách tiếp cận mới, thân thiện với môi trường sử dụng hố chất để xử lý nên khơng khơng gây ảnh hưởng thứ cấp tới mơi trường mà cịn tách thu hồi kim loại nặng (Yan nnk., 2020) Công nghệ sử dụng thực vật để xử lý nhiễm thường có hiệu cao thân thiện với môi trường Cho đến nay, nghiên cứu cơng bố cho thấy có 400 loài phân bố tổng số 45 họ thực vật có khả siêu tích luỹ kim loại (chiếm tỷ lệ nhỏ 0,2% tổng số loài thực vật) Trong đó, chiếm 2/3 chủ yếu lồi có khả hấp thụ Niken, cịn lồi có khả siêu tích luỹ Cd, Co, Cu, Pb, Zn As chiếm số lượng nhiều (Gonzaga nnk., 2006; Yan nnk., 2020) Đây lồi thực vật thân thảo thân gỗ, có khả tích luỹ khơng có biểu mặt hình thái nồng độ kim Số 02 (2022): 78 – 92 loại thân cao hàng trăm lần so với lồi khác Chúng dễ dàng thích nghi với điều kiện môi trường cho khả tích luỹ hàm lượng kim loại nặng cao, góp phần ngăn cản lồi trùng nấm (Singh nnk., 2006; Ronell nnk., 2011; Narain, 2013; Shen nnk., 2014) Trong số loài thực vật sử dụng cho xử lý ô nhiễm kim loại nặng, loài dương xỉ biểu biến đổi kiểu hình phản ứng với ion kim loại số loài Pteris vittata biết đến lồi siêu tích lũy Asen (As) Chúng thích nghi với mơi trường khắc nghiệt Các phân tích di truyền sinh học phân tử gần dương xỉ trải qua xạ thích nghi (Yan nnk., 2020) Một số lồi dương xỉ thuộc họ Actiniopteridaceae, Sinopteridaceae, Pteridaceae Selaginellaceae ghi nhận phân bố vùng nhiệt đới thể khả chống chịu hấp thụ kim loại nặng Chi Acrostichum aureum phát triển với thảm thực vật rừng ngập mặn vùng nhiệt đới, tích lũy cyclitol d-1-O-methylmuco-inositol, chất tan tương thích tế bào chất, để đáp ứng với việc tăng độ mặn Loài dương xỉ Osmunda cinnamomea chống chịu đồng, cadimi kẽm Athyrium yokoscense tích lũy chì rễ Ngồi ra, nghiên cứu cịn số loài dương xỉ Osmunda cinnamomea, Pellaea calomelanos Chelianthes hirta, Asplenium septentrionale, Azolla sliculoides có khả tích luỹ khối lượng lớn kim loại chì, niken, crom, cadimi sinh khối chúng chồi, lá, thân rễ (Caille & Zhao, 2005; Duan nnk., 2005; Gonzaga nnk., 2006; Singh nnk., 2006; Xie nnk., 2009; Leo nnk., 2010; Sridhar nnk., 2011; Danh nnk., 2014; Chen nnk., 2016; Fayiga nnk., 2016; Souri nnk., 2017) Ngoài kim loại nặng, dương xỉ tích luỹ lượng lớn nguyên tố vi lượng mô chúng Trên thực tế, phương pháp tiếp cận đơn lẻ không khả thi 79 không đủ để làm hiệu đất ô nhiễm kim loại nặng Sự kết hợp phương pháp tiếp cận khác bao gồm kỹ thuật di truyền, sinh học phân tử phương pháp tiếp cận hỗ trợ sử dụng vi khuẩn coi chìa khố cho việc ứng dụng lồi dương xỉ siêu tích luỹ kim loại nặng (hyperaccumulation) cơng nghệ phytoremediation tồn diện hiệu cao tương lai (Yan nnk., 2020) Nghiên cứu nhằm hệ thống lại hướng tiếp cận, nghiên cứu nước việc khai thác sử dụng lồi dương xỉ có khả siêu tích luỹ kim loại nặng để xử lý nhiễm mơi trường đất nước Qua đó, thấy tiềm cách tiếp cận để ứng dụng hướng nghiên cứu vào thực tiễn xử lý ô nhiễm môi trường PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để hoàn thành viết này, tác giả sử dụng phương pháp thu thập phân tích số liệu thứ cấp, kết hợp với phương pháp nghiên cứu lý thuyết Trên sở nghiên cứu tài liệu cơng trình khoa học cơng bố, tác giả đưa kết luận khoa học cần thiết giả thuyết giải thích chế công nghệ phytoremediation, hướng tiếp cận nghiên cứu việc sử dụng thực vật, cụ thể lồi dương xỉ để xử lý nhiễm kim loại nặng môi trường đất nước KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Các giả thuyết giải thích chế công nghệ xử lý ô nhiễm kim loại nặng thực vật Phytoremediation công nghệ sử dụng thực vật để làm chủ yếu môi trường đất nước bị ô nhiễm, loại bỏ chất ô nhiễm làm cho chúng vô hại hệ thống đất, nước Cơng nghệ áp dụng cho chất ô nhiễm hữu vô kim loại nặng, hạt nhân phóng xạ, loại chất hữu khác (như dung mơi clo hóa, thuốc trừ sâu, thuốc trừ cỏ, chất nổ, chất dinh dưỡng, chất hoạt động bề mặt…) Nhiều nghiên cứu 80 Số 02 (2022): 78 – 92 phịng thí nghiệm thực nghiệm cho thấy phytoremediation công nghệ thân thiện với mơi trường, sử dụng rộng rãi nơi có nồng độ nhiễm thấp, xử lý nhiễm diện tích rộng, khơng giới hạn thời gian tiết kiệm chi phí phương pháp khác (Gonzaga nnk., 2006; Leo nnk., 2010; Anusha Pulavarty, 2013; Narain, 2013; Danh nnk., 2014; Alka Kumari, 2017) Phytoremediation chia thành nhóm chính: (1) Phytostabilization – sử dụng thực vật để cố định kim loại nặng đất, (2) Phytoextraction – Sử dụng thực vật để chiết xuất hay loại bỏ kim loại nặng đất, (3) Phytovolatilization sử dụng thực vật để hấp thụ kim loại nặng từ đất thải vào khí dạng hợp chất dễ bay hơi, (4) Phytofiltration - sử dụng thực vật trồng nước để hấp thụ ion kim loại nặng từ nước ngầm chất thải dạng nước (Gonzaga nnk., 2006; Marques nnk., 2009; Yan nnk., 2020) Các chiến lược xử lý thực vật khác sử dụng để xử lý chất ô nhiễm hữu Ở đây, tập trung vào chiến lược xử lý phytoremediation sử dụng rộng rãi việc xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất 3.1.1 Phytostabilization Phytostabilization việc sử dụng loài thực vật chịu kim loại để cố định kim loại nặng lòng đất giảm khả dụng sinh học chúng, ngăn cản di cư chúng vào hệ sinh thái giảm khả kim loại xâm nhập vào chuỗi thức ăn (Marques nnk., 2009) Sự cố định kim loại nặng thực vật xảy thông qua kết tủa kim loại nặng giảm hóa trị kim loại thân rễ, hấp thụ cô lập mô rễ, hấp phụ vào thành tế bào rễ (Gerhardt nnk., 2017) Sự phát triển thực vật tạo điều kiện cho việc trì sức khỏe đất khu vực ô nhiễm kim loại nặng Lớp phủ thực vật thiết lập không giúp ổn định kim loại nặng lịng đất KHOA HỌC KỸ THUẬT VÀ CƠNG NGHỆ giảm thiểu rửa trôi chúng vào nước ngầm mà ngăn chặn phân tán hạt đất chứa kim loại nặng theo gió Một ưu điểm trình cố định thực vật không cần xử lý sinh khối nguy hiểm so sánh với việc xử lý phương pháp xử lý thực vật định thực vật chí đóng vai trị hàng rào lọc chống lại chuyển dịch ion kim loại nặng từ rễ sang chồi (Ma nnk., 2011; Yan nnk., 2020) Sơ đồ thể hấp thụ, chuyển vị hấp thụ kim loại nặng thực vật minh họa Hình Việc lựa chọn lồi thực vật thích hợp quan trọng trình ổn định thực vật Để đáp ứng yêu cầu ổn định thực vật có hiệu cao, trồng phải chịu điều kiện kim loại nặng Vì rễ đóng vai trị quan trọng để cố định kim loại nặng, ổn định cấu trúc đất chống xói mịn đất, nên trồng cần có hệ thống rễ dày đặc Thực vật phải có khả tạo lượng lớn sinh khối phát triển nhanh để kịp thời thiết lập lớp phủ thực vật địa điểm cụ thể Ngoài ra, lớp phủ thực vật phải đảm bảo dễ bảo quản điều kiện đồng ruộng (Marques nnk., 2009) Nhiều loài thực vật đáp ứng yêu cầu xác định sử dụng để ổn định thực vật cho đất ô nhiễm kim loại nặng Phytoextraction việc sử dụng thực vật để hấp thụ chất gây ô nhiễm từ đất nước, chuyển vị tích tụ chất gây nhiễm sinh khối mặt đất chúng (Jacob nnk., 2018) Trong thời gian gần đây, phytoextraction kỹ thuật xử lý thực vật quan trọng để cải tạo kim loại nặng kim loại từ đất ô nhiễm (Ali nnk., 2013) Không giống phytostabilization, thực vật chứa kim loại nặng tạm thời kim loại nặng lòng đất, phytoextraction giải pháp lâu dài để loại bỏ kim loại nặng khỏi đất nhiễm Do đó, phù hợp cho ứng dụng thương mại Để cải thiện hiệu ổn định thực vật, bổ sung chất hữu vô vào đất bị ô nhiễm Các chất cải tạo đất làm thay đổi đặc tính kim loại, giảm khả hòa tan sinh khả dụng kim loại nặng cách thay đổi giá trị pH trạng thái oxy hóa khử đất Hơn nữa, việc áp dụng chất sửa đổi làm tăng hàm lượng chất hữu chất dinh dưỡng thiết yếu đất, cải thiện đặc tính hóa lý sinh học, có lợi cho sinh sống thực vật cải thiện khả giữ nước Một ưu điểm vi sinh vật sống sinh quyển, chẳng hạn vi khuẩn nấm rễ, hỗ trợ q trình cố định thực vật Những vi sinh vật cải thiện hiệu kim loại nặng cố định thông qua việc hấp phụ kim loại vào thành tế bào chúng, tạo chất chelat thúc đẩy trình kết tủa (Ma nnk., 2011) Chúng làm tăng bề mặt độ sâu rễ để tạo điều kiện thuận lợi cho trình ổn Số 02 (2022): 78 – 92 3.1.2 Phytoextraction Quá trình phytoextraction kim loại nặng bao gồm số bước: (1) huy động kim loại nặng sinh quyển, (2) rễ hấp thụ kim loại nặng, (3) chuyển dịch ion kim loại nặng từ rễ đến phận không thực vật, (4) cô lập ngăn chặn ion kim loại nặng mô thực vật (Ali nnk., 2013) Hiệu trình phytoextraction phụ thuộc vào số yếu tố lựa chọn loài thực vật, hiệu suất thực vật đó, sinh khả dụng kim loại nặng, đặc tính đất sinh Việc lựa chọn lồi thực vật thích hợp quan trọng để phytoextraction hiệu Các loài thực vật để phytoextraction cần có đặc điểm sau: (1) khả chống chịu tác động độc hại kim loại nặng cao, (2) khả khai thác cao với tích tụ hàm lượng kim loại nặng cao phận mặt đất, (3) sinh trưởng nhanh với sinh khối cao sản xuất, (4) nhiều chồi hệ thống rễ phát triển rộng, (5) thích nghi tốt với mơi trường, khả phát triển mạnh đất nghèo, dễ canh tác thu hoạch, (6) có khả 81 chống chịu cao với mầm bệnh sâu bệnh, có khả xua đuổi động vật ăn cỏ để tránh kim loại nặng xâm nhập vào chuỗi thức ăn (Ali nnk., 2013) Trong số đặc điểm này, khả tích lũy kim loại sinh khối mặt đất yếu tố xác định tiềm hấp thụ kim loại nặng lồi thực vật Do đó, hai chiến lược khác để lựa chọn thực vật áp dụng: (1) sử dụng thực vật siêu tích tụ hyperaccumulator, tích tụ kim loại nặng phận mặt đất mức độ lớn (2) sử dụng thực vật có sản lượng sinh khối mặt đất cao, có khả tích lũy kim loại thấp hơn, tích lũy tổng thể kim loại nặng so sánh với khả tích lũy kim loại nặng (Ali nnk., 2013) Nhìn chung, hyperaccumulators lồi thực vật có khả tích tụ hàm lượng kim loại nặng cao phận mặt đất chúng mà khơng có triệu chứng nhiễm độc thực vật (Yan nnk., 2020) Chất siêu tích tụ kim loại nặng tự nhiên tích tụ kim loại mức cao 100 lần so với lồi khơng tích lũy thơng thường điều kiện (Su nnk., 2008; Shen nnk., 2014; Zahra nnk., 2017) Cần tránh sử dụng loại ăn để xử lý kim loại nặng kim loại nặng tích tụ phận ăn cây, người xâm nhập vào chuỗi thức ăn tiêu thụ động vật làm tăng nguy ảnh hưởng đến sức khỏe người Do đó, việc lựa chọn chất hyperaccumulators khơng ăn chìa khóa để xử lý thực vật hiệu an toàn kim loại nặng (Yan nnk., 2020) 3.1.3 Phytovolatization Phytovolatization chiến lược sử dụng thực vật để để hấp thụ kim loại nặng hay chất ô nhiễm từ đất, chuyển đổi yếu tố độc hại thành dạng dễ bay độc hơn, sau giải phóng chúng vào khí q trình nước thực vật qua hệ thống tán Cách tiếp cận áp dụng để khử độc chất ô nhiễm hữu số kim loại nặng Se, Hg As (Mahar nnk., 2016) (Nguồn: Yan nnk., 2020) Hình Sơ đồ thể hấp thụ, chuyển vị hấp thụ kim loại nặng thực vật 82 Số 02 (2022): 78 – 92 KHOA HỌC KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ 3.1.4 Phytofiltration Phytofiltration việc sử dụng rễ thực vật, chồi non, để lọc loại bỏ chất ô nhiễm từ nước bề mặt bị ô nhiễm nước thải Trong trình lọc, kim loại nặng hấp thụ bề mặt rễ rễ hấp thụ Dịch tiết từ rễ thay đổi độ pH tầng sinh quyển, dẫn đến kết tủa kim loại nặng rễ cây, giảm thiểu di chuyển kim loại nặng vào nước đất (Jacob nnk., 2018) Các loại dùng để lọc qua rễ trồng thủy canh môi trường nước để rễ phát triển lớn trước tiên; sau đó, nước thay nước nhiễm để trồng thích nghi Sau thích nghi, thực vật chuyển đến khu vực bị ô nhiễm để loại bỏ kim loại nặng Khi rễ bão hòa, chúng thu hoạch xử lý Lý tưởng dùng để lọc thân rễ phải có rễ dày đặc, sinh khối cao chịu kim loại nặng Cả thực vật cạn nước sử dụng để lọc thân rễ Để xử lý nước vùng ngập nước, loài thủy sinh bèo tây, bèo dương xỉ thường sử dụng tích tụ nhiều kim loại nặng, khả chịu đựng cao, sinh trưởng nhanh sản lượng sinh khối cao (Ma nnk., 2011; Yan nnk., 2020) Các thực vật sau xử lý nhiễm kim loại nặng mơi trường xử lý thu hồi nhiều phương pháp khác thông qua chế phytoremediation loài thực vật Đối với phytostabilization, kim loại nặng kết tủa giảm hóa trị kim loại thân rễ, hấp thụ cô lập mô rễ, hấp phụ vào thành tế bào rễ (Gerhardt nnk., 2017) Lớp phủ thực vật thiết lập không giúp ổn định kim loại nặng lòng đất giảm thiểu rửa trôi chúng vào nước ngầm mà ngăn chặn phân tán hạt đất chứa kim loại nặng theo gió Một ưu điểm phytostabilization không cần xử lý sinh khối nguy hiểm so sánh với phương pháp xử lý thực vật khác (Yan nnk., 2020) Các loại thực vật tạo sinh khối cao, chẳng hạn Helianthus annuus, Cannabis Số 02 (2022): 78 – 92 sativa, Nicotiana tabacum Zea mays, báo cáo loại bỏ hiệu kim loại nặng khỏi đất bị ô nhiễm thông qua phytoextraction Cỏ sử dụng để chiết xuất thực vật vịng đời ngắn, tốc độ tăng trưởng cao, sản xuất nhiều sinh khối khả chống chịu cao với áp lực phi sinh học (Yan nnk., 2020) Ví dụ, Trifolium alexandrinum chọn để xử lý Cd, Pb, Cu Zn thông qua phytoextraction nhờ khả sinh trưởng nhanh, chống chịu tải ô nhiễm, sinh khối cao thu hoạch nhiều lần thời kỳ sinh trưởng (Ali nnk , 2012) Các lồi thân gỗ tạo lượng sinh khối cao so sánh với loại thảo mộc bụi, điều tạo điều kiện tích tụ hàm lượng kim loại nặng cao sinh khối mặt đất chúng Chúng có rễ ăn sâu, làm giảm xói mịn đất cách hiệu ngăn chặn phát tán đất ô nhiễm môi trường xung quanh Đặc biệt, lồi thân gỗ thường khơng ăn được, đó, có khả thấp kim loại nặng xâm nhập vào chuỗi thức ăn thông qua cối (Yan nnk., 2020) Các lồi thực vật phytovolatization xử lý nhiễm kim loại nặng cách sử dụng thực vật để hấp thụ chất ô nhiễm từ đất, chuyển đổi yếu tố độc hại thành dạng dễ bay độc hơn; sau đó, giải phóng chúng vào khí q trình nước thực vật qua hệ thống tán Cách tiếp cận áp dụng để khử độc chất ô nhiễm hữu số kim loại nặng Se, Hg As (Yan nnk., 2020) Ví dụ, họ Brassicaceae dễ bay Se, ví dụ Brassica juncea Se vơ lần đồng hóa thành axit seleno amino hữu dễ bay phân tán vào khơng khí với độc tính so với Se vô (Yan nnk., 2020) Đối với Hg, dạng nguyên tố Hg chất lỏng nhiệt độ phịng dễ dàng bay Do khả phản ứng cao, Hg tồn chủ yếu dạng cation hóa trị hai Hg2+ sau giải phóng vào mơi trường Sau hấp thụ rễ hấp thụ, metyl-Hg chuyển thành ion Hg, sau chuyển thành dạng nguyên tố tương đối độc 83 bay vào khí (Marques nnk., 2009) Ưu điểm phương pháp so với chiến lược xử lý thực vật khác chất gây ô nhiễm kim loại nặng (metalloid) loại bỏ khỏi địa điểm phân tán dạng hợp chất khí mà không cần thu hoạch xử lý thực vật Tuy nhiên, q trình khử hóa thực vật khơng loại bỏ hồn tồn chất nhiễm - chất nhiễm cịn mơi trường Nó chuyển chất nhiễm từ đất sang khí quyển, nơi hợp chất dễ bay độc hại làm ô nhiễm khơng khí xung quanh Hơn nữa, chúng lắng đọng lại vào đất cách kết tủa Do đó, cần phải đánh giá rủi ro trước áp dụng trường (Ma nnk., 2011; Yan nnk., 2020) 3.2 Dương xỉ - loài thực vật triển vọng xử lý ô nhiễm kim loại nặng Asen yếu tố không quan trọng thực vật nhóm asen vơ nói chung có tính độc tính cao Trong điều kiện bình thường, nồng độ asen thực vật cạn thường 10 mg/kg (Matschullat, 2000) Một số loại thực vật có chứa asen theo thứ tự sau: bắp cải (0,0200,050 mg/kg) < cà rốt (0,040-0,080 mg/kg) < cỏ (0,020-0,125 mg/kg) < rau chân vịt (0,020-0,200 mg/kg) < rau diếp (0,020-0,250 mg/kg) < rêu địa y (0,26 mg/kg) < dương xỉ (1.3 mg/kg) (Matschullat nnk., 2000; Gonzaga nnk., 2006) Trong lồi thực vật siêu tích lũy As, nhiều nhà khoa học đặc biệt ý đến dương xỉ nhiều nghiên cứu cho thấy loại thực vật có khả chống chịu tích lũy As cao Đặc biệt loài dương xỉ Pteris vittata tác giả chứng minh lồi siêu tích lũy As Ngoài ra, vài loài dương xỉ khác ý Pteris nervosa, Pteris cretica, P longifolia L., P umbrosa L., P argyraea L., P quadriaurita L., P ryiunkensis L., P biaurita (Bùi Thị Kim Anh, 2011) Bảng Một số lồi dương xỉ có khả siêu tích lũy Asen sinh khối Tên lồi dương xỉ Pteris vittata Nồng độ As tích luỹ tối đa Tác giả năm công bố 5876,5 ± 99,6 mg/l thân Bùi Thị Kim Anh, 2011 5070 mg/kg Chen nnk., 2016 3525 đến 6805 mg/kg Gonzaga nnk., 2006 8331 mg/kg thân, Kalve nnk., 2011 Pteris ryukyuensis 3647 mg/kg thân, Pteris quadriaurita 2900 mg/kg thân, Pteris biaurita 2000 mg/kg thân, Pteris cretica 1800 mg/kg thân, Srivastava nnk., 2006 Pityrogramma calomelanos Acrostichum aureum L (Pteridaceae) 2426,3±104,5 mg/l thân Bùi Thị Kim Anh, 2011 2760 đến 8350 mg/kg Gonzaga nnk., 2006 Có khả chống chịu muối Asen tới 5000 mg/l Leo nnk., 2010 Asplenium Australasicum 1240 mg/kg rễ Asplenium Bulbiferum 2630 mg/kg rễ Sarita nnk., 2013 84 Số 02 (2022): 78 – 92 KHOA HỌC KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ Bảng Một số lồi dương xỉ cho sinh khối nhanh sử dụng để xử lý kim loại nặng môi trường Tên lồi Loại kim loại nặng xử lý Pteris vittata As, Cu, Cr, zn, cd, Pb đất (đặc biệt khu vực khai thác khoáng sản), nước ngầm Pityrogramma calomelanos As đất, nước Acrostichum aureum L (Pteridaceae) As khu vực đất ngập nước (mặn, lợ) Athyrium yokoscense Cu, Pb, Zn đất, nước ngầm Pellaea calomelanos, Chelianthes hirta, Cu, Ni đất Asplenium septentrionale (L.) Pb, cu, Cr, Ni đất Salvinia natans Cu đất, nước Salvinia molesta, Azolla pinnath, Marsilea minuta Cd đất Salvinia minima Cr đất Osmunda cinnamomea Cu, Cd, Zn đất, nước Pteris cretica L., Pteris longifolia L., Pteris umbrosa L Pteris argyraea L., Pteris quadriaurita L., Pteris ryiunkensis L., Pteris biaurita Adiantum radiata, Chielanthes sinuta, Polystichum acrostichoides Số 02 (2022): 78 – 92 Tác giả năm công bố Gonzaga nnk., 2006; Xie nnk., 2009; Caille nnk, 2005; Chen nnk., 2002; Chen nnk., 2016; Lombi nnk,, 2002; Shen nnk., 2014; Singh nnk., 2006; Sridhar nnk., 2011; Su nnk., 2008; Wang nnk., 2011; Souri nnk., 2017 Francesconi nnk., 2002; Visoottiviseth nnk., 2002; Gonzaga nnk., 2006; Ronell nnk., 2011 Irudayaraj, 2010; Sharma nnk., 2010 Ronell nnk., 2011; Sarita nnk., 2013 Sarita nnk., 2013 Sarita nnk., 2013 Zhao nnk., 2002 As đất, nước Srivastava nnk., 2006 Ronell nnk., 2011 85 Trong tự nhiên, lồi thực vật có khả tích lũy giải độc mức độ cực cao As Các thực vật siêu tích lũy sử dụng chế để loại bỏ, tích lũy tích lũy kim loại độc hại (Ghori nnk., 2016) Một số loài xác định có khả siêu tích lũy Asen (As hyperaccumulators), hầu hết số thuộc họ Pteridaceae (Singh nnk., 2006; Xie nnk., 2009; Shen nnk., 2014; Sridhar nnk., 2011) Dương xỉ Pteris vittata có khả hấp thu chuyển hố AsV thành AsIII, chuyển As từ chồi vào không bào (Xie nnk., 2009; Danh nnk., 2014) Thân dương xỉ P vittata cho thấy khơng có thay đổi đáng kể cấu trúc mô tế bào As gây (Sridhar nnk., 2011) Các gen chịu trách nhiệm cho khả siêu tích luỹ As gần phân lập Gen phiên mã cho protein vận chuyển As Protein vận chuyển cho phép di chuyển As vào không bào Ở đây, As phân lập màng không bào từ tế bào chất, nơi diễn nhiều phản ứng trao đổi chất nhạy cảm với As tế bào (Francesconi nnk., 2002; Visoottiviseth nnk., 2002; Gonzaga nnk., 2006; Ronell nnk., 2011) Trong số 45 loài dương xỉ cho có khả siêu tích luỹ hấp thụ kim loại nặng, hai loài dương xỉ Pteris vittata dương xỉ Pityrogramma calomelanos cho thấy khả siêu tích luỹ As sinh khối lớn Theo kết nghiên cứu Gonzaga cộng sự, Pteris vittata Pityrogramma calomelanos có khả siêu tích luỹ Asen lên tới 6805 mg/kg 8350 mg/kg (Gonzaga nnk., 2006) Ngoài ra, số loài Asplenium Australasicum Asplenium Bulbiferum cho khả tích luỹ As cao sinh khối (>1200 mg/kg As) (Zhao nnk., 2002; Srivastava nnk., 2006) Các kết nghiên cứu trình bày Bảng 86 Số 02 (2022): 78 – 92 Nhiều vị trí bị nhiễm Asen chứa nhiều chất gây nhiễm khác Do đó, điều quan trọng thực vật sử dụng làm Ashyperaccumulators có khả phát triển đất bị nhiễm với kim loại nặng khác Pteris vittata lồi dương xỉ thích nghi tốt mơi trường có chứa kim loại khác đồng (Cu) crôm (Cr) Ngồi ra, có khả chống chịu kẽm (Zn) cao hấp thụ kẽm cách hiệu vào Một số kiểu gen P vittata có khả chống chịu cadimi (Cd) Nồng độ cadimi (Cd), niken (Ni) chì (Pb) cao dường ảnh hưởng đến khả dương xỉ việc hấp thụ asen (Xie nnk., 2009) Ngoài ra, khả xử lý kim loại nặng khác nhiều loài dương xỉ khác tổng hợp Bảng Năm 2011, tác giả Klopper cộng lồi dương xỉ có tiềm xử lý ô nhiễm kim loại theo khả siêu tích luỹ, tích luỹ, chống chịu loại kim loại nặng như: As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn Kết nghiên cứu Bảng cho thấy, loài dương xỉ Pityrogramma calomelanos Pteris vittata có khả siêu tích luỹ As, Athyrium yokoscense có khả siêu tích luỹ Cu, Pb, Zn, Salvinia molesta có khả siêu tích luỹ Cr, Ni Pb (Klopper, 2011) Các hướng nghiên cứu cho thấy việc sử dụng lồi dương xỉ để xử lý nhiễm kim loại nặng có tiềm lớn Đặc biệt, có nhiều lồi dương xỉ địa sinh trưởng, phát triển thích nghi tốt Việt Nam Việc ứng dụng xử lý nhiễm kim loại nặng áp dụng khu vực khai thác khoáng sản quặng sắt Thái Nguyên, khai thác than Quảng Ninh Điều có ý nghĩa lớn việc bảo vệ môi trường, sinh thái phát triển bền vững, phù hợp với mục tiêu tăng trưởng xanh Việt Nam giai đoạn tương lai KHOA HỌC KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ Bảng Một số lồi dương xỉ có tiềm sử dụng xử lý nhiễm kim loại Các lồi dương xỉ As Athyrium yokoscense Cd Cr A Cu A H Pteris vittata H T Salvinia molesta Ni H Azolla filiculoides Pityrogramma calomelanos Mn T H T A Pb Zn H H A A T T A H H A (Kí hiệu: H – siêu tích luỹ; A – tích luỹ; T – chống chịu; As – Asen; Cd – Cadimi; Cr – Crom; Cu – Đồng; Ni – Niken; Pb – Chì; Zn – Kẽm) (Nguồn: Klopper, 2011) 3.3 Các hướng tiếp cận việc sử dụng số loài dương xỉ để xử lý ô nhiễm kim loại nặng Phytoremediation chứng minh kỹ thuật đầy hứa hẹn để cải tạo đất ô nhiễm kim loại nặng cho thấy nhiều ưu điểm so với kỹ thuật hóa lý khác Hàng trăm lồi thực vật siêu tích tụ xác định Tuy nhiên, trình xử lý thực vật hyperaccumulator tự nhiên cịn số hạn chế, trình tốn nhiều thời gian để làm đất bị ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt vị trí nhiễm trung bình cao Điều phần tốc độ tăng trưởng chậm tạo sinh khối thấp chất tăng sinh Do đó, cải thiện suất thực vật bước quan trọng để phát triển phương pháp xử lý thực vật cho hiệu cao Hiện nay, phương pháp kỹ thuật di truyền công cụ mạnh mẽ để biến đổi thực vật với đặc điểm mong muốn tăng trưởng nhanh, sản xuất sinh khối cao, khả chống chịu tích lũy kim loại nặng cao, đồng thời thích nghi tốt với điều kiện khí hậu địa chất khác Do đó, hiểu biết tốt chế hấp thụ kim loại nặng, biến đổi khử độc thực vật, xác định đặc điểm phân tử đường tín hiệu khác nhau, có ý nghĩa quan trọng việc tạo loài thực vật lý tưởng để xử lý ô nhiễm thông qua kỹ thuật di truyền Các gen liên quan đến việc hấp thụ, Số 02 (2022): 78 – 92 chuyển đổi chống chịu kim loại nặng điều khiển để cải thiện khả tích tụ chống chịu kim loại nặng thực vật Ngoài ra, tác nhân chelate vi sinh vật sử dụng để tăng khả tích tụ kim loại nặng thực vật, cải thiện môi trường đất thúc đẩy phát triển thực vật Trên thực tế, phương pháp tiếp cận đơn lẻ không khả thi không đủ để làm hiệu đất ô nhiễm kim loại nặng Sự kết hợp phương pháp tiếp cận khác nhau, bao gồm kỹ thuật di truyền, phương pháp tiếp cận hỗ trợ sử dụng vi khuẩn hỗ trợ chelate, điều cần thiết để xử lý cơng nghệ phytoremediation tồn diện hiệu cao tương lai (Yan nnk., 2020) Kỹ thuật di truyền chứng minh kỹ thuật đầy hứa hẹn để cải thiện khả xử lý kim loại nặng thực vật ô nhiễm kim loại nặng Để biến đổi gen thực vật, nguồn gen ngoại lai từ lồi thực vật khác chí vi khuẩn động vật, chuyển đưa vào gen mục tiêu Sau tái tổ hợp DNA, gen ngoại lai di truyền tạo tính trạng cụ thể cho trồng So với phương pháp chọn tạo giống truyền thống, kỹ thuật di truyền có ưu điểm việc biến đổi trồng với đặc điểm mong muốn để xử lý thực vật thời gian ngắn nhiều Hơn nữa, kỹ thuật di truyền chí chuyển gen mong muốn từ hyperaccumulator sang lồi thực vật khơng tương thích giới 87 tính, điều khơng thể đạt thông qua phương pháp nhân giống truyền thống lai tạp (Berken nnk., 2002; Marques nnk., 2009) Do đó, sử dụng kỹ thuật di truyền để phát triển chuyển gen với tính trạng mong muốn cho thấy triển vọng hấp dẫn lĩnh vực xử lý thực vật Về mặt kỹ thuật, việc biến đổi loài sinh trưởng nhanh, sinh khối cao để có khả chống chịu cao khả tích lũy kim loại nặng cao áp dụng nhiều so với lồi siêu tích tụ kỹ thuật để có sản lượng sinh khối cao Do đó, hầu hết ứng dụng, sinh trưởng nhanh, sinh khối cao thiết kế để tăng cường khả chống chịu với kim loại nặng để tăng khả tích tụ kim loại nặng, đặc tính chất siêu tích tụ Vì vậy, việc chọn gen để làm kỹ thuật di truyền cần dựa kiến thức chế chống chịu tích lũy kim loại nặng thực vật Khả chống chịu tăng cường hoạt động chống oxy hóa (Kozminska nnk., 2018), tạo cách biểu gen liên quan đến máy chống oxy hóa Để tăng tích lũy kim loại nặng thông qua kỹ thuật di truyền, chiến lược phổ biến chuyển gen có liên quan đến việc hấp thụ, chuyển vị hấp thụ kim loại nặng (Mani & Kumar, 2014; Das nnk., 2016) Do đó, gen mã hóa chất vận chuyển kim loại nặng chuyển biểu thực vật mục tiêu để cải thiện tích lũy kim loại nặng Các gen mã hóa chất vận chuyển ion kim loại nặng Vì chất chelate hoạt động phần tử liên kết kim loại để thúc đẩy hấp thụ kim loại nặng chuyển vị từ rễ sang chồi, làm trung gian cho cô lập nội bào ion kim loại nặng bào quan, chiến lược đầy hứa hẹn để tăng tích tụ kim loại nặng cách thúc đẩy tạo chất chelate thông qua kỹ thuật di truyền Bằng cách biểu gen mã hóa chelate tự nhiên, cải thiện hấp thu chuyển vị kim loại nặng (Duan nnk., 2005; Singh nnk., 2006; Su nnk., 2008; Wu nnk., 2010; Sridhar nnk., 2011; Wang nnk., 88 Số 02 (2022): 78 – 92 2011; Danh nnk., 2014; Shen nnk., 2014; Yan nnk., 2020) Mặc dù phương pháp tiếp cận kỹ thuật di truyền cho thấy triển vọng việc cải thiện suất thực vật việc xử lý kim loại nặng thực vật, số trở ngại tồn Do chế giải độc tích tụ kim loại nặng phức tạp liên quan đến số gen, nên việc điều khiển di truyền nhiều gen để cải thiện tính trạng mong muốn thường tốn nhiều thời gian, công sức thường không thành công Một vấn đề khác thực vật biến đổi gen khó chấp thuận để thử nghiệm thực địa số khu vực giới rủi ro an toàn thực phẩm hệ sinh thái Do đó, cần có phương pháp tiếp cận thay để cải thiện suất thực vật trình phytoextraction kỹ thuật di truyền khơng thể thực (Yan nnk., 2020) Sử dụng vi sinh vật gắn liền với thực vật (vi sinh vật thân rễ) cách tiếp cận khác để cải thiện suất thực vật để xử lý kim loại nặng Cộng đồng vi sinh vật tầng sinh trực tiếp kích thích phát triển rễ đó, thúc đẩy phát triển trồng, tăng khả chống chịu kim loại nặng sức khỏe trồng (Gupta nnk., 2013; Fasani nnk., 2018) Các nghiên cứu chứng minh vi khuẩn rhizobacteria kích thích tăng trưởng thực vật (PGPR) có tiềm lớn để cải thiện hiệu xử lý thực vật PGPR thúc đẩy phát triển khỏe mạnh thực vật, bảo vệ thực vật chống lại mầm bệnh, tăng khả chống chịu thực vật kim loại nặng, cải thiện khả hấp thụ dinh dưỡng trồng hấp thụ kim loại nặng chuyển vị Điều đạt cách sản xuất hợp chất khác nhau, chẳng hạn axit hữu cơ, tế bào phụ, kháng sinh, enzym phytohormone (Ma nnk., 2011) Để phát triển lồi thực vật có khả xử lý ô nhiễm môi trường, việc nắm kiến thức sở trình di truyền sinh hóa liên quan đến hấp thu, KHOA HỌC KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ vận chuyển tích luỹ kim loại điều quan trọng cần thiết Các nghiên cứu di truyền học truyền thống sinh lý thực vật bổ sung hoàn thiện nghiên cứu sinh học phân tử, đặc biệt phân tích phiên mã Mỗi kim loại lồi dương xỉ có chế phân tử cụ thể cho trình hấp thu, vận chuyển, tích luỹ phân lập riêng Việc xác định gen protein liên quan đến hấp thu kim loại loài dương xỉ coi thành tựu lớn Các lồi dương xỉ siêu tích luỹ (hyperaccumulators) nguồn gen tốt cho việc xử lý ô nhiễm môi trường thực vật, đặc biệt mơi trường đất nước Việc kiểm sốt điều hồ sử dụng promoter đặc hiệu cho mơ cho thấy triển vọng việc phát triển thực vật có khả loại bỏ tác nhân gây ô nhiễm hạt nhân phóng xạ Hyperaccumulators có chức lưu trữ kim loại vận chuyển kim loại bên thực vật Sự phát triển thực vật chuyển gen để tạo cách chọn lọc kim loại vào vùng rễ thực vật để hòa tan nguyên tố kim loại nhằm xử lý mơi trường bị nhiễm Việc tìm phân tử đơn giản với khả tách kim loại cách chọn lọc, mà thực vật tiết xung quanh vùng rễ kỹ thuật sinh học phân tử thực vật tìm loại protein có khả vận chuyển thải sắt lĩnh vực nghiên cứu có triển vọng tương lai Các tế bào mục tiêu, đặc biệt không bào có ý nghĩa quan trọng kim loại nặng giữ khơng bào khơng làm ảnh hưởng đến chức tế bào Kỹ thuật di truyền phân tử nghiên cứu vận chuyển kim loại nặng tới không bào, đặc biệt tế bào chuyên hoá cách tiếp cận thứ hai cho phytoremediation (Nguồn: Yan nnk., 2020) Hình Sơ đồ minh họa chiến lược sử dụng để cải thiện q trình xử lý nhiễm thực vật Số 02 (2022): 78 – 92 89 Một cách tiếp cận khác tạo bể chứa kim loại nhân tạo mô thực vật cách tăng cường vị trí gắn kim loại Việc phát triển thực vật chuyển gen bước tiến lớn thực để chuyển gen mục tiêu từ loài thực vật sang loài thực vật khác Sinh khối lồi siêu tích lũy biết thay đổi cách đưa vào gen ảnh hưởng đến trình tổng hợp phytohormone dẫn đến tăng sinh khối Các đường hướng sinh tổng hợp cho hầu hết hormone thực vật làm sáng tỏ gen mã hóa enzyme chủ chốt phân lập (Sarita nnk., 2013) Sơ đồ minh họa chiến lược sử dụng để cải thiện q trình xử lý nhiễm thực vật thể Hình KẾT LUẬN Phytoremediation công nghệ phụ thuộc nhiều vào yếu tố thực vật môi trường (đất nước), phù hợp môi trường đất nước phát triển thực vật, độ sâu ô nhiễm, độ sâu hệ thống rễ thực vật, mức độ ô nhiễm mức độ khẩn cấp việc làm Ngoài ra, cần có hiểu biết đầy đủ sinh lý, hóa sinh, hấp thu… thực vật sử dụng Mặc dù phytoremediation hay hyperaccumulators công nghệ xử lý ô nhiễm kim loại nặng đầy hứa hẹn, công nghệ giai đoạn phát triển ban đầu tồn số nhược điểm cần thời gian xử lý dài Dương xỉ lồi thực vật bậc thấp có khả tích luỹ kim loại nặng As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn lá, thân chồi chúng Những loài thực vật đưa tiềm lớn cho việc xử lý ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt loài dương xỉ Pityrogramma calomelanos Pteris vittata có khả siêu tích luỹ As Việc phát triển siêu tích lũy kim loại nặng phải tối ưu hóa để cung cấp giải pháp thay 90 Số 02 (2022): 78 – 92 hiệu cho công nghệ khắc phục dựa kỹ thuật thông thường Trong năm gần đây, khoa học có bước tiến lớn việc tìm hiểu chế sinh lý hấp thụ vận chuyển As thực vật Tuy nhiên, có thơng tin sở phân tử vi sinh vật hỗ trợ phytoremediation dương xỉ Do đó, nghiên cứu tương lai nên tập trung vào công nghệ di truyền phân tử nhằm tạo loài dương xỉ chuyển gen vi sinh vật rễ dương xỉ hỗ trợ khả kháng tích luỹ khơng As mà kim loại nặng khác TÀI LIỆU THAM KHẢO Berken, A., Mulholland, M M., Leduc, D L., and Terry, N (2002) Genetic engineering of plants to enhance selenium phytoremediation Critical Reviews in Plant Sciences, 21, 567–582 Bùi Thị Kim Anh (2011) Nghiên cứu sử dụng thực vật (dương xỉ) để xử lý ô nhiễm Asen đất vùng khai thác khống sản Luận án Tiến sĩ ngành Mơi trường đất nước Mã số: 62 85 02 05 Trường Đại học Quốc gia Hà Nội Caille, N., Zhao, F J., and McGrath, S P (2005) Comparison of root absorption, translocation and tolerance of arsenic in the hyperaccumulator Pteris vittata and the non hyperaccumulator Pteris tremula New Phytologist, 165, 755-761 Chen, Y., Fu, J W., Han, Y H., Rathinasabapathi, B., and Ma, L Q (2016) High As exposure induced substantial arsenite efflux in Ashyperaccumulator Pteris vittata Chemosphere, 144, 2189-2194 Danh, L T., Truong, P., Mammucari, R., and Foster, N (2014) A critical review of the arsenic uptake mechanisms and phytoremediation potential of Pteris vittata International Journal of Phytorem, 16, 429-453 KHOA HỌC KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ Das, N., Bhattacharya, S., and Maiti, M K (2016) Enhanced cadmium accumulation and tolerance in transgenic tobacco overexpressing rice metal tolerance protein gene OsMTP1 is promising for phytoremediation Plant Physiology and Biochemistry, 105, 297–309 Duan, G L., Zhu, Y G., Tong, Y P., Cai, C., and Kneer, R (2005) Characterization of arsenate reductase in the extract of roots and fronds of Chinese brake fern, an arsenic hyperaccumulator Plant Physiology, 138, 461-469 Fasani, E., Manara, A., Martini, F., Furini, A., and DalCorso, G (2018) The potential of genetic engineering of plants for the remediation of soils contaminated with heavy metals Plant Cell & Environment, 41, 1201–1232 Fayiga, A O., and Saha, K U (2016) Arsenic hyperaccumulating fern: implications for remediation of arsenic contaminated soils Geoderma, 284, 132-143 Gerhardt, K E., Gerwing, P D., and Greenberg, B M (2017) Opinion: taking phytoremediation from proven technology to accepted practice Plant Science, 256, 170–185 Ghori Z., Iftikhar H., Bhatti M F., Minullah N., Sharma I., Kazi A G., Ahmad P (2016) Phytoextraction: The use of plants to remove heavy metals from soil Plant Metal Interaction, 385-409 Gonzaga M I S., Santos J A G., Ma L Q (2006) Arsenic phytoextraction and hyperaccumulation via fern species Sciencitific Agriculture (Piracicaba, Braz.), 63(1), 90-101 Gupta, D K., Vandenhove, H., and Inouhe, M (2013) Role of phytochelatins in heavy metal stress and detoxification mechanisms in plants In D K Gupta, F Số 02 (2022): 78 – 92 J Corpas, and J M Palma (Eds.), Heavy Metal Stress in Plants, (pp 73-94), Berlin: Springer Jacob J M., Karthik C., Saratale R G., Kumar S S., Prabakar D., Kadirvelu K (2018) Biological approaches to tackle heavy metal pollution: a survey of literature Journal of Environmental Management, 217, 56–70 Kalve S., Sarangi B K., Pandey R A., and Chakrabarti T (2011) Arsenic and chromium hyperaccumulation by an ecotype of Pteris vittata–prospective for phytoextraction from contaminated water and soil Current Science India, 100, 888–894 Klopper R R (2011) The use of ferns in phytoremediation Pteridoforum, 96, 1-5 Kozminska, A., Wiszniewska, A., HanusFajerska, E., and Muszynska, E (2018) Recent strategies of increasing metal tolerance and phytoremediation potential using genetic transformation of plants Plant Biotechnololy Report, 12, 1–14 Lombi, E., Zhao, F J., Fuhrmann, M., Ma, L Q., and McGrath, S P (2002) Arsenic distribution and speciation in the fronds of the hyperaccumulator Pteris vittata New Phytologist, 156, 195-203 Mani, D., and Kumar, C (2014) Biotechnological advances in bioremediation of heavy metals contaminated ecosystems: an overview with special reference to phytoremediation International Journal of Environmental Science and Technology, 11, 843–872 Marques, A P., Rangel, A O., and Castro, P M (2009) Remediation of heavy metal contaminated soils: phytoremediation as a potentially promising clean-up technology Critical Reviews in 91 Environmental Science and Technology, 39, 622–654 Narain, K (2013) Phytoremediation: An Overview New Delhi: Shree Publishers and Distributors Rehman M Z U., Rizwan M., Ali S., Ok Y S., Ishaque W (2017) Remediation of heavy metal contaminated soils by using Solanum nigrum: a review Ecotoxicology and Environmental Safety, 143, 236–248 Sarita, T (2013) Metal Hyperaccumulating Ferns: Progress and Future Prospects In: Recent Advances Towards Improved Phytoremediation of Heavy Metal Pollution, (pp 68-88) Sharjah, United Arab Emirates: Bentham Science Publisher Sarita, T (2017) Phytoremediation of Heavy Metals in Vicinity of Industrially Polluted Sites Through Ferns: An Overview In: Biostimulation Remediation Technologies for Groundwater Contaminants Pennsylvania, USA: IGI Global publisher Sharma C L and Irudayaraj V (2010) Studies on heavy metal (Arsenic) tolerance in mangrove fern Acrostichum Aureum L (Pteridaceae) Journal of Basic and Applied Biology, 4(3)143-152 92 Sridhar , B B M., Han , F X., Diehl, S V., Monts, D L., and Su, Y (2011), “Effect of phytoaccumulation of arsenic and chromium on structural and ultrastructural changes of brake fern (Pteris vittata) Brazilian Journal of Plant Physiology, 23, 285-293 Srivastava M., Ma L Q., and Santos J A G (2006) Three new arsenic hyperaccumulating ferns Science of the Total Environment, 364, 24–31 Su, Y H., McGrath, S P., Zhu, Y G., and Zhao , F J (2008) Highly efficient xylem transport of arsenite in the arsenic hyperaccumulator Pteris vittata New Phytologist, 180, 434-441 Wang, X., Ma, L Q., Rathinasabapathi, B., Cai, Y., Liu , Y G., and Zeng, G M (2011) Mechanisms of efficient arsenite uptake by arsenic hyperaccumulator Pteris vittata Environmenatal Science Technology, 45, 9719-9725 Xie Q E., Yan X L., Liao X Y., and Li X (2009) The arsenic hyperaccumulator fern Pteris vittata L Environmental Science & Technology, 43, 8488-8495 DOI: 10.1021/es9014647 Shen, H., He, Z., Yan, H., Xing, Z., Chen, Y., Xu, W., et al (2014) The fronds tonoplast quantitative proteomic analysis in arsenic hyperaccumulator Pteris vittata L Journal of Proteomics, 105, 46-57 Yan A., Wang Y., Tan S N., Yusof M L M, Ghosh S., and Chen Z (2020) Phytoremediation: A Promising Approach for Revegetation of Heavy Metal-Polluted Land Frontiers in Plant Science,11, 359 DOI: 10.3389/fpls.2020.00359 Singh, N., Ma, L Q., Srivastava, M., and Rathinasabapathi, B (2006) Metabolic adaptations to arsenic-induced oxidative stress in Pteris vittata L and Pteris ensiformis L Plant Science, 170, 274-282 Zahra Souri Z., Naser Karimi N and Luisa M Sandalio L M (2017) Arsenic Hyperaccumulation Strategies: An Overview Frontiers in Cell and Developmental Biology, 5, 67 DOI: 10.3389/fcell.2017.00067 Số 02 (2022): 78 – 92 ... cứu việc sử dụng thực vật, cụ thể lồi dương xỉ để xử lý nhiễm kim loại nặng môi trường đất nước KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Các giả thuyết giải thích chế công nghệ xử lý ô nhiễm kim loại nặng thực... nnk., 2020) Các chiến lược xử lý thực vật khác sử dụng để xử lý chất ô nhiễm hữu Ở đây, tập trung vào chiến lược xử lý phytoremediation sử dụng rộng rãi việc xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất 3.1.1... khả xử lý kim loại nặng khác nhiều loài dương xỉ khác tổng hợp Bảng Năm 2011, tác giả Klopper cộng lồi dương xỉ có tiềm xử lý ô nhiễm kim loại theo khả siêu tích luỹ, tích luỹ, chống chịu loại kim