Nhiều người thường có thói quen tìm kiếm các loại cây cỏ mọc hoang dã dưới nước với hy vọng tìm thấy những vị thuốc quý giúp thanh nhiệt, giải độc cơ thể. Gần đây, cái tên "diễm mao" bắt đầu nhận được sự chú ý và nảy sinh nhiều câu hỏi xoay quanh việc liệu loài cây này có dùng để làm thuốc hay sắc nước uống hay không.

Câu trả lời dứt khoát từ các bằng chứng khoa học hiện nay: Cây diễm mao không phải là dược liệu dùng để uống hay bồi bổ sức khỏe con người. Giá trị ứng dụng thực tế lớn nhất và duy nhất được nghiên cứu bài bản của loài thực vật này nằm ở công nghệ lọc sinh học (phytoremediation) nhằm làm sạch nước bị ô nhiễm nặng bởi kim loại nặng và chất độc hại.

Cây diễm mao là loài thực vật gì?

Cây diễm mao (tên khoa học thuộc chi Callitriche, tiếng Anh thường gọi là water starwort) là nhóm thực vật bậc cao thủy sinh chìm, phân bố rộng rãi chủ yếu ở châu Âu và khu vực Đông đến Bắc Á [1]. Loài Callitriche cophocarpa là một loại đại thực vật thủy sinh thường xanh, có thể phát triển tốt trong cả dòng nước chảy lẫn nước tù đọng như sông, suối, mương máng, đầm lầy, vùng lãnh nguyên và vùng đất ngập nước trên núi cao tới 1.400 mét so với mực nước biển [1].

Trong tự nhiên, loài cây này phát triển dạng thân cành ngập trong nước hoặc tạo thành các thảm lá nổi nhỏ trên mặt nước. Nhờ cấu trúc thích nghi đặc biệt này, các bộ phận của cây tiếp xúc trực tiếp và liên tục với môi trường nước xung quanh, tạo tiền đề cho những phản ứng sinh hóa mạnh mẽ với các chất hòa tan [2].

Tuy nhiên, thay vì chứa các hoạt chất sinh học có lợi cho việc phòng ngừa và điều trị bệnh tật ở người, cây diễm mao lại phát triển các cơ chế sinh tồn đặc biệt để đối phó với môi trường sống độc hại [2]. Chính đặc tính này đã khiến loài cây trở thành đối tượng nghiên cứu trọng điểm của các nhà khoa học môi trường thay vì giới y dược học.

Cơ chế lọc sinh học: Cây xử lý ô nhiễm nguồn nước như thế nào?

Phương pháp xử lý ô nhiễm bằng thực vật (phytoremediation) là giải pháp công nghệ sinh học thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí, được ứng dụng rộng rãi để xử lý đất và nước nhiễm kim loại nặng [3], [4]. Hơn 400 loài thực vật đã được xác định có tiềm năng phục hồi tài nguyên đất và nước [4]. Trong môi trường nước, việc thực vật thủy sinh loại bỏ các kim loại nặng còn được gọi là phương pháp lọc thực vật (phytofiltration) [3].

Cây diễm mao hoạt động như một cỗ máy hút kim loại cực mạnh nhờ khả năng tiếp xúc trực tiếp giữa thân chồi với các chất độc hòa tan trong nước [2]. Khi tiếp xúc với các kim loại nặng nguy hiểm, loài cây này không bị tiêu diệt mà kích hoạt hệ thống bảo vệ sinh lý và chống chịu áp lực phi sinh học [2], [1].

Cụ thể, nghiên cứu về hệ protein của cây Callitriche cophocarpa khi bị căng thẳng bởi hợp chất cromat đã ghi nhận sự kích sinh của enzyme quinone reductase [2]. Đồng thời, cây có động học phản ứng chuyển đổi sinh học nội mô (intratissular bioreduction) nhằm mục đích giải độc bên trong mô cây [2]. Điều này cho phép cây hấp thụ một lượng cực lớn chất độc từ nước vào trong thân mà vẫn sống sót bình thường mà không bị thoái hóa cấu trúc giải phẫu [2], [1].

Bằng chứng khoa học về khả năng loại bỏ kim loại nặng

Khả năng làm sạch nước của các loài thuộc chi diễm mao đã được kiểm chứng qua nhiều công trình nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cũng như môi trường tự nhiên.

Một nghiên cứu công bố năm 2014 đã khảo sát năng lực xử lý nước ô nhiễm thali (Tl), cadmi (Cd), kẽm (Zn) và chì (Pb) của cây Callitriche cophocarpa lấy từ môi trường tự nhiên [5]. Sau thời gian ủ 10 ngày, các chồi cây đã lọc sinh học nguồn nước một cách hiệu quả, đưa nồng độ Cd, Zn và Pb đạt các tiêu chuẩn chất lượng phù hợp [5].

Thứ tự tích lũy các nguyên tố trong chồi cây (tính theo mg/kg trọng lượng khô) lần lượt là: Zn (1.120) < Tl (251) < Cd (71) < Pb (35) [5]. Hệ số tích lũy sinh học (bioconcentration factor - BCF) đạt mức rất cao: Cd (1.177) < Tl (1.043) < Zn (718) < Pb (597) [5]. Kết quả thử nghiệm sinh học Microtox cũng chứng minh cây làm mất đi đáng kể độc tính của nguồn nước ô nhiễm [5]. Đáng chú ý, tình trạng sinh lý của cây, bao gồm hoạt động của hệ quang hóa II (PSII), hàm lượng sắc tố quang hợp và hình thái chồi không có sự thay đổi đáng kể so với nhóm đối chứng [5].

Không chỉ xử lý được các kim loại nặng thông thường, cây diễm mao còn chứng minh hiệu quả vượt trội trong việc hấp thụ kim loại phóng xạ nguy hại. Một nghiên cứu công bố năm 2012 tại Bồ Đào Nha đã đánh giá khả năng xử lý uranium (U) từ nguồn nước ô nhiễm của các loài thực vật thủy sinh [6]. Kết quả cho thấy loài diễm mao Callitriche stagnalis có nồng độ tích lũy uranium cao nhất, lên tới 1.948,41 mg/kg trọng lượng khô, vượt xa rêu thủy sinh Fontinalis antipyretica (234,79 mg/kg) và bèo tấm Lemna minor (52,98 mg/kg) [6].

Đặc biệt, khả năng hấp thụ crom (Cr) của loài cây này thuộc hàng hiếm có trong tự nhiên. Nghiên cứu công bố năm 2018 cho thấy Callitriche cophocarpa có khả năng siêu tích lũy crom từ nước, có thể liên kết và loại bỏ cả Cr(VI) lẫn Cr(III) [2]. Khi xử lý trong 5 ngày với nồng độ 1 mM Cr(VI), cây hấp thụ tới 3.900 mg Cr/kg trọng lượng khô và hệ số tích lũy sinh học BCF đạt mức 74, xấp xỉ các chất hấp phụ dùng trong thương mại [2]. Tỷ lệ tích lũy crom có thể lên tới 1,8% trọng lượng khô, giúp loài này được xếp vào nhóm thực vật siêu tích lũy crom [2]. Ngay cả trong các thử nghiệm sinh lý khác, mức tích lũy có thể đạt khoảng 30 mg/g trọng lượng khô [1].

Hiểu lầm tai hại: Nhầm cây xử lý chất thải thành dược liệu

Sự nhầm lẫn giữa cây có công dụng làm thuốc và cây có chức năng xử lý môi trường là một hiểm họa lớn đối với sức khỏe cộng đồng. Nhiều người tin rằng các loại thực vật có sức sống mãnh liệt ở các vùng nước bẩn đều chứa những "chất quý" giúp cơ thể con người giải độc.

Thực tế hoàn toàn ngược lại. Cây diễm mao sống được ở nguồn nước ô nhiễm không phải vì nó biến chất độc thành chất bổ, mà vì nó hút và lưu giữ các ion kim loại nặng độc hại vào sâu trong mô chồi và rễ [5], [2], [1]. Bất kỳ ai thu hái loài cây này ngoài tự nhiên để nấu nước uống, làm trà giải nhiệt hay ăn sống đều đang tự đưa vào cơ thể một lượng lớn kim loại nặng cực độc như chì, cadmi, thali, crom hay thậm chí cả uranium [5], [6], [2].

Nhiễm độc kim loại nặng tích tụ qua đường ăn uống có thể gây tổn thương nghiêm trọng đến hệ thần kinh, suy thận, xơ gan, phá hủy tủy xương và làm tăng đột biến nguy cơ mắc các bệnh ung thư. Cho đến nay, hoàn toàn không có bất kỳ nghiên cứu khoa học nào ghi nhận việc sử dụng cây diễm mao như một bài thuốc an toàn cho sức khỏe con người. Do đó, quan niệm dùng cây diễm mao làm dược liệu là một ngộ nhận vô căn cứ và nguy hiểm.

Lợi ích môi trường và những giới hạn trong thực tế

Mặc dù có tiềm năng lọc sạch nguồn nước vượt trội trong các phòng thí nghiệm sinh thái, việc đưa cây diễm mao ra ứng dụng trên diện rộng ngoài tự nhiên vẫn gặp phải một số rào cản nhất định.

Một nghiên cứu công bố năm 2020 đã thử nghiệm sử dụng cây Callitriche cophocarpa để cải tạo môi trường nước ngọt bị ô nhiễm crom nặng [1]. Mặc dù cây thích nghi tốt, duy trì được cấu trúc giải phẫu và tình trạng sinh lý tương đương cây đối chứng, nhưng do độ khả dụng sinh học của crom trong trầm tích thấp cùng cấu trúc rễ đơn giản của cây, hệ số tích lũy sinh học ngoài thực địa lại ở mức thấp [1].

Thêm vào đó, yếu tố lũ lụt và dòng chảy xiết là trở ngại môi trường duy nhất làm ảnh hưởng đến quá trình thích nghi của loài cây này [1]. Các chuyên gia khuyến nghị rằng để sử dụng cây diễm mao hiệu quả trong thực tế xử lý ô nhiễm, cần phải trồng và quản lý chúng trong các điều kiện kiểm soát chặt chẽ về độ pH, thế oxy hóa khử và hạn chế xáo trộn nguồn nước [1].

Ngoài ra, khi so sánh với các loài thực vật thủy sinh khác, các cây thủy sinh trôi nổi tự do (free-floating plants) như lục bình hay bèo tấm thường có tốc độ sinh trưởng nhanh hơn và hiệu quả hấp thụ kim loại cao hơn nhờ hình thái đặc thù so với nhóm thực vật chìm hoặc thực vật ngập một phần [3]. Chẳng hạn, cây lục bình (Eichhornia crassipes) đã được ứng dụng rất lâu đời và có thể tạo ra các sản phẩm phụ hữu ích sau khi xử lý nước như làm phân compost, khí sinh học biogas hoặc năng lượng sinh khối [7]. Do đó, việc chọn cây diễm mao cần được tính toán dựa trên điều kiện dòng nước và mục tiêu kim loại cụ thể.

Ai nên cẩn trọng tuyệt đối với loài cây này?

Tất cả mọi người, đặc biệt là phụ nữ mang thai, bà mẹ đang cho con bú, trẻ nhỏ, người cao tuổi và những người có bệnh lý nền về gan, thận tuyệt đối không được nghe theo các lời đồn truyền miệng để sử dụng cây diễm mao làm thuốc hoặc thực phẩm dưới bất kỳ hình thức nào.

Chưa có bất kỳ dữ liệu khoa học nào nghiên cứu về tính an toàn, dược tính hay độc học lâm sàng của loài cây này trên cơ thể người; mọi dữ liệu hiện tại chỉ nằm ở phạm vi bảo vệ môi trường, phân tích mô thực vật và thử nghiệm sinh thái [5], [2], [1]. Việc người dân tự ý hái các loại thực vật thủy sinh mọc hoang dã ở các dòng kênh, ao tù hay gần khu công nghiệp tiềm ẩn nguy cơ ngộ độc chất thải công nghiệp rất cao.

Khi gặp bất kỳ vấn đề nào về sức khỏe, người dân cần đến các cơ sở y tế để được thăm khám và điều trị theo phác đồ khoa học, thay vì mạo hiểm sử dụng những loài cây vốn sinh ra để "hút rác độc" cho môi trường.

Ứng dụng thực tế đúng đắn của cây diễm mao

Trong bối cảnh ô nhiễm nguồn nước ngày càng nan giải, cây diễm mao cần được đặt đúng vị trí là một "công nhân dọn dẹp môi trường" trong các hệ thống công nghệ sinh học:

  • Ứng dụng trong các bãi đất ngập nước nhân tạo (Constructed Wetlands): Cây diễm mao có thể được phối hợp trồng trong các hệ thống đất ngập nước nhân tạo hoặc đưa vào các thủy vực tự nhiên tại những khu vực khai thác khoáng sản, khu công nghiệp để phytofiltration các kim loại nguy hiểm như uranium, crom, cadmi [6], [1], [3].
  • Hệ thống xử lý nước thải khép kín: Cần xây dựng các bể sinh học có dòng chảy chậm, kiểm soát ổn định các yếu tố môi trường như độ pH và thế oxy hóa khử để cây phát huy tối đa khả năng hút kim loại [1].
  • Quản lý sau thu hoạch: Sau chu kỳ xử lý nước ô nhiễm, sinh khối cây diễm mao chứa đầy độc chất kim loại nặng [5], [2] phải được thu gom, tiêu hủy hoặc chiết tách xử lý theo quy trình quản lý chất thải nguy hại nghiêm ngặt, tuyệt đối không được thải ngược ra nguồn nước canh tác nông nghiệp hoặc dùng làm thức ăn cho gia súc.

Tóm lại, cây diễm mao là một mắt xích giá trị trong công nghệ xanh xử lý ô nhiễm nguồn nước chứ hoàn toàn không phải là một loài dược liệu để chữa bệnh. Nhận thức đúng đắn vai trò của từng loài sinh vật sẽ giúp chúng ta tận dụng tối đa lợi ích bảo vệ môi trường của tự nhiên, đồng thời tránh được những rủi ro ngộ độc khôn lường cho sức khỏe bản thân và gia đình.