Giải pháp kiểm soát Cadimi (Cd) trong đất – Hướng tới Nông sản an toàn và bền vững

Cadimi (Cd) là một trong những kim loại nặng độc hại hàng đầu, không chỉ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người mà còn đe dọa trực tiếp đến chất lượng nông sản và khả năng xuất khẩu của ngành nông nghiệp. Việc hiểu rõ về Cadimi trong đất và áp dụng đồng bộ các giải pháp kiểm soát là yếu tố then chốt để đảm bảo một nền nông nghiệp xanh, sạch và bền vững.

I. Cadimi trong Nông nghiệp: Bản chất và Mối nguy

1. Cadimi là gì?

Cadimi (Cd) là một kim loại nặng hiếm, có màu trắng ánh xanh, tồn tại tự nhiên ở nồng độ thấp trong vỏ Trái Đất, thường đi kèm trong các quặng kẽm, chì và đồng.

Trong nông nghiệp, (Cd) được xem là chất độc hại, không có bất kỳ lợi ích nào cho cơ thể sống. Đặc tính nguy hiểm nhất của Cadimi là khả năng tích tụ sinh học, khó phân hủy và tồn tại lâu dài trong môi trường.

2. Cadimi xâm nhập và tích lũy như thế nào?

• Phân bón: Đây là nguồn ô nhiễm Cd phổ biến nhất: đá photphat (nguyên liệu sản xuất phân lân) thường chứa các hợp chất của Cadimi. Việc lạm dụng phân lân trong thời gian dài là nguyên nhân chính làm tăng hàm lượng Cd trong đất.

Loại phân bón	Hàm lượng Cadimi (mg/kg)	Ghi chú
Quặng Apatit	4.25	Nguyên liệu sản xuất phân lân
Super phosphat	2.77	Phân lân hóa học
Lân nung chảy FMP	2.63	Phân lân hóa học
Phân gà	1.50	Thường có Cd cao hơn các loại phân chuồng khác
Phân hữu cơ khoáng	0.70
Phân lợn	0.54
Phân bò	0.48
Phân bắc	0.39

 

• Nguồn nước tưới, nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt hoặc nước rỉ rác từ bãi chôn lấp chứa kim loại nặng có thể làm lắng đọng Cadimi trong đất khi tưới tiêu.
• Phân bón từ chăn nuôi công nghiệp (đặc biệt là phân gà) có thể chứa hàm lượng Cd cao do việc bổ sung vi lượng trong thức ăn. Nếu không được ủ hoai mục và kiểm soát chất lượng đúng cách, chúng sẽ mang Cd vào đất.
• Bụi kim loại từ các khu công nghiệp, luyện kim hoặc thuốc bảo vệ thực vật cũng có thể lắng đọng và gây ô nhiễm đất.

3. Mối nguy đối với sức khỏe

Khi xâm nhập vào cơ thể qua đường ăn uống hoặc hít thở, Cadimi gây nguy hiểm nghiêm trọng nếu vượt ngưỡng an toàn:

– Tổn thương nội tạng: Gây tổn thương gan, thận (là nơi Cd tích lũy nhiều nhất), hệ thần kinh.

– Hệ xương khớp: Cản trở quá trình hấp thụ Canxi, gây mềm xương, loãng xương.

– Ung thư: Tăng nguy cơ mắc ung thư phổi, thận và tuyến tiền liệt (được IARC) xếp vào nhóm chất gây ung thư).

4. Bản chất và tính di động

Cadimi hòa tan mạnh và dễ di chuyển trong đất khi:

– Đất chua pH thấp): Khi pH đất dưới 5.5, ion Cd 2+ tăng cao. Đây là dạng mà rễ cây dễ hấp thụ nhất.

– Sử dụng phân lân không kiểm soát: Lạm dụng phân lân và canh tác lâu năm không cải tạo đất khiến Cd tích lũy và chuyển sang dạng di động.

– Nước tưới ô nhiễm: Nước thải công nghiệp, sinh hoạt chứa Cd trực tiếp đưa kim loại nặng vào vùng rễ.

II. Ảnh hưởng của tồn dư Cadimi: Mối nguy kép

Cadimi tồn dư trong đất gây ra mối nguy hại đa chiều đối với cây trồng, kinh tế và sức khỏe con người.

1. Ảnh hưởng đến cây trồng và năng suất

Ức chế sinh trưởng: Cadimi làm ức chế quá trình quang hợp của cây, khiến cây bị còi cọc, sinh trưởng kém.

Giảm năng suất và chất lượng: Khi nồng độ Cd trong đất vượt ngưỡng, năng suất cây trồng có thể giảm 20-30%. Cadimi tích lũy trong các bộ phận thương phẩm (như múi sầu riêng, hạt lúa, rau lá) làm giảm chất lượng và giá trị dinh dưỡng.

2. Ảnh hưởng kinh tế và rào cản xuất khẩu

Nguy cơ trả hàng: Hàm lượng vượt ngưỡng cho phép (ví dụ: dưới 0.05 mg/kg) đối với sầu riêng xuất khẩu sang Trung Quốc) sẽ khiến lô hàng bị trả về, gây tổn thất lớn về kinh tế.

Mất mã vùng trồng và uy tín: Việc liên tục có sản phẩm vượt ngưỡng (Cd) có thể dẫn đến việc thu hồi mã số vùng trồng, làm giảm uy tín của cả khu vực sản xuất và cản trở hoạt động xuất khẩu bền vững.

3. Ảnh hưởng đến sức khỏe con người 

(Cd) được Cơ quan Quốc tế Nghiên cứu Ung thư (IARC) xếp vào nhóm chất gây ung thư. Con người bị phơi nhiễm chủ yếu qua đường thực phẩm và nước uống.

Tổn thương thận: tích tụ lâu dài trong thận và gan. Tích tụ Cadimi ở mức cao trong thận sẽ gây rối loạn chức năng thận, làm tăng bài tiết protein trong nước tiểu và có thể hình thành sỏi thận.

Tổn thương xương: (Cd) cạnh tranh với Canxi (Ca) trong cơ thể, gây cản trở quá trình hấp thụ Ca, dẫn đến chứng mềm xương, loãng xương và tăng nguy cơ gãy xương.

Tăng nguy cơ ung thư: (Cd) làm tăng nguy cơ mắc ung thư phổi, thận và tuyến tiền liệt.

III. Dấu hiệu nhận biết cây trồng bị nhiễm Cadimi nặng

Dấu hiệu nhiễm độc (Cd) cấp tính hoặc nồng độ cao thường khó nhận biết rõ ràng bằng mắt thường như các bệnh thông thường, nhưng có thể nhận thấy qua các triệu chứng sau:

+ Cây bị còi cọc, chậm lớn: Đây là dấu hiệu chung do (Cd) ức chế quá trình sinh trưởng và phát triển.

+ Giảm năng suất và chất lượng: Cây ra hoa, đậu quả kém, hoặc trái có kích thước nhỏ hơn bình thường.

+ Ảnh hưởng đến quá trình quang hợp: làm suy giảm hoạt động quang hợp, có thể dẫn đến hiện tượng vàng lá (chlorosis) không rõ nguyên nhân.

+ Tích lũy vô hình: Nguy hiểm nhất là (Cd) tích lũy trong nông sản (đặc biệt là trái cây, củ, hạt) mà không có dấu hiệu bên ngoài rõ rệt, chỉ có thể phát hiện qua xét nghiệm.

Giải pháp căn cơ nhất là kiểm tra định kỳ mẫu đất, nước tưới và nông sản tại các phòng thí nghiệm uy tín.

IV. Các giải pháp kiểm soát Cadimi trong đất hiệu quả

Để kiểm soát (Cd) một cách bền vững, cần áp dụng đồng bộ các giải pháp kỹ thuật sau:

1. Cải tạo đất và nâng độ pH

Mục tiêu: Nâng độ pH của đất lên khoảng 6.0. Khi đất bớt chua (Cd) sẽ chuyển sang dạng khó hòa tan, giảm khả năng hấp thụ của rễ cây.

Kỹ thuật: Định kỳ bón vôi nông nghiệp (CaO) hoặc (CaCO) theo liều lượng khuyến cáo dựa trên kết quả phân tích độ chua của đất.

2. Quản lý chặt nguồn nước tưới

Kiểm tra nguồn nước: Tuyệt đối không lấy nước từ kênh mương có nguồn thải sinh hoạt hoặc công nghiệp chưa qua xử lý.

Thoát nước tốt: Đảm bảo hệ thống thoát nước tốt, tránh tình trạng ngập úng kéo dài vì điều kiện yếm khí có thể làm tăng tính di động của kim loại nặng. Ưu tiên tưới nhỏ giọt hoặc phun gốc.

3. Bón phân an toàn, cân đối

• Hạn chế phân lân: Sử dụng phân lân có hàm lượng (Cd) thấp và chỉ bón theo nhu cầu thực tế của cây trồng, tránh lạm dụng.
• Sử dụng phân hữu cơ: Tăng cường phân hữu cơ hoai mục, phân hữu cơ vi sinh hoặc Biochar (than sinh học). Các vật liệu này giúp cố định và giữ (Cd) trong đất, giảm khả năng cây hấp thụ.

• Bổ sung vi lượng: Cân đối NPK và bổ sung Canxi (Ca), Magie (Mg), Kẽm (Zn). và (Ca) có thể cạnh tranh với (Cd) tại vị trí hấp thụ của rễ, gián tiếp giảm lượng (Cd) đi vào cây.

4. Bổ sung vi sinh vật có lợi (Biện pháp sinh học)

Sử dụng chế phẩm: Bổ sung các chế phẩm chứa vi sinh vật có lợi như Trichoderma, Bacillus, Pseudomonas,…

Cơ chế: Các chủng vi sinh này giúp cố định, kết tủa Cadimi trong đất, làm giảm tính di động của kim loại nặng và giảm khả năng cây trồng hấp thụ. Đây là giải pháp được ghi nhận cho hiệu quả giảm (Cd) trong nông sản rõ rệt.

5. Trồng xen cây hấp thụ Cadimi (Phytoextraction)

Cây trồng: Có thể trồng xen các loại cây có khả năng hấp thụ (Cd) cao (cây siêu tích lũy) như bạc hà, cải xanh, rau dền, thù lù hoặc cỏ vetiver quanh bờ mương, ranh giới vườn.

Lưu ý quan trọng: Sinh khối của những cây này sau khi thu hoạch bắt buộc phải được thu gom, tiêu hủy (chôn lấp hoặc đốt ở nhiệt độ cao đúng quy định), tuyệt đối không được dùng làm phân hữu cơ vì sẽ tái đưa (Cd) trở lại đất.

6. Kiểm tra và theo dõi định kỳ

Giám sát định kỳ: Thực hiện xét nghiệm đất, nước tưới, lá và trái định kỳ (6 – 12 tháng) để kịp thời nắm bắt và điều chỉnh kỹ thuật canh tác khi hàm lượng (Cd) có nguy cơ vượt ngưỡng.

Ghi chép nhật ký: Duy trì nhật ký sản xuất chi tiết để phục vụ công tác truy xuất nguồn gốc khi cần thiết.

Áp dụng một cách đồng bộ và khoa học các giải pháp trên không chỉ giúp bà con nông dân sản xuất ra nông sản đạt chuẩn chất lượng, đáp ứng yêu cầu khắt khe của thị trường xuất khẩu mà còn góp phần quan trọng vào việc bảo vệ môi trường đất đai và sức khỏe cộng đồng về lâu dài.

Nguồn tham khảo: 
1. https://nongnghiepmoitruong.vn/6-giai-phap-kiem-soat-ton-du-cadimi-trong-dat-d789488.html
2. https://sfarm.vn/cadimi-trong-nong-nghiep/