Cadimi di động trong đất dễ được cây trồng hấp thu, gây hại cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng, ảnh hưởng đến chất lượng và năng suất cây trồng. Kết quả là Cd đi vào con người qua chuỗi thức ăn, làm tổn thương phổi, gan, thận, xương và các cơ quan sinh sản, gây độc cho hệ thống miễn dịch và tim mạch.

Vậy để đất nông nghiệp không bị nhiễm kim loại nặng và để xử lý các vùng đất bị ô nhiễm kim loại nặng trong đó có Cadimi ta phải làm gì?

Quản lý tốt nguồn nước tưới

Các khu công nghiệp, khu đô thị, khu dân cư cần quản lý tốt các bãi gyps, xỉ thải, rác thải, nước thải… không để nước từ các khu này rò rỉ ra môt trường. 

Hướng dẫn nông dân không được tận dụng nước trong các con sông, kênh rạch, hồ xử lý nước thải đô thị, nước thải công nghiệp tưới cho hoa màu, vườn cây ăn trái…

Đối với những vùng đất bị nhiễm phèn mặn (đất ven biển và Đồng bằng sông Cửu Long) tích cực dùng nước ngọt thau chua, rửa mặn kết hợp loại bỏ bớt Cd trong đất.

Hạn chế sử dụng thuốc sâu, thuốc chuột, thuốc kích thích, thuốc bảo quản lâm sản, thuốc trừ cỏ. Nếu phải sử dụng cần chọn các loại thuốc không chứa độc tố kim loại nặng, các loại thuốc không bị cấm sử dụng ở Việt Nam.

Chọn phân bón phù hợp

Tăng cường sử dụng phân hữu cơ, nhất là phân hữu cơ truyền thống cung cấp mùn rác hữu cơ cho vùng rễ, tạo phức hữu cơ với kim loại nặng, giữ nó trong đất không cho thâm nhập vào cây.

Hạn chế tối đa sử dụng phân gà và các loại phân sản xuất bằng phân gà nhập khẩu vì nó chứa rất nhiều Cadimi. Một kết quả khảo sát và phân tích gần đây cho thấy, trong 1kg phân gà nhập từ Nhật Bản có 20 gam P2O5 và 1,87 mg Cadimi. Trong khi đó, 1kg phân lân nung chảy có 160 gam P2O5 và khoảng 2,63mg Cadimi. Tính ra, lượng Cadimi/P2O5 trong phân gà nhập từ Nhật Bản nhiều gấp gần 6 lần so với lân nung chảy sản xuất tại Việt Nam.

Cân nhắc, tính toán kỹ lưỡng trong liều lượng, tần suất sử dụng các loại phân chứa lân nhập ngoại như DAP, MAP và phân NPK sản xuất bằng DAP, MAP có nguồn gốc từ Hàn Quốc, châu Âu, Exrael, Canada, Mỹ… vì chúng được sản xuất từ quặng phosphat chứa hàm lượng Cadimi cao ngoài tự nhiên.

Các kết quả khoa học đã được công bố cho thấy, quặng phosphat ở Florida chứa 3,31 mg Cd/kg quặng; hàm lượng này ở bang Idaho Hoa Kỳ là 199; Morocco là 507; Taiba - Senegan là 87; Zin- Israel là 31; Tunisia là 40; Tongo là 58), nên sản phẩm phân bón thường chứa hàm lượng lớn Cd so với phân phosphat sản xuất ở Việt Nam hay Liên bang Nga.

Hiện, phân phosphat tại Hoa Kỳ, bang Washinton quy định mức Cd trong phân bón không vượt quá 889mg/kg P2O5; bang Oregon tỷ lệ này là 338mg; bang California 180mg; ở Úc 131mg; ở Canada là 889mg và Nhật là 340mg.

Tại EU, hàm lượng Cadimi được tính theo lượng P2O5 như sau: Tại Bỉ là 90mg Cd/P2O5; Đan Mạch là 45mg Cd/P2O5; Phần Lan là 22mg Cd/P2O5; Đức là 60mg Cd/P2O5; Bồ Đào Nha là 44mg Cd/P2O5; Anh là 115mg Cd/kg P2O5… trong khi ở Việt Nam quy định hàm lượng Cadimi tối đa không vượt 12mg/kg.

Đối với các vùng đất chua phèn, cần hạn chế sử dụng các loại phân lân có tính a xít, dễ tan vì chúng làm giảm độ pH của đất, làm tăng tính di động của Cadimi, kích thích cây hút Cd nhiều hơn.

Tích cực sử dụng các loại phân lân chậm tan, có tính kiềm sản xuất trong nước như lân nung chảy, có hàm lượng Cd thấp nhất (2,63mg/kg) do sản xuất từ quặng apatite Việt Nam có hàm lượng Cd thấp(4,52mg/kg), lại được hoà loãng khi trộn với phụ gia và bay bốc bớt trong quá trình nung luyện ở nhiệt độ cao.

Lân nung chảy có tính kiềm pH = 8 - 8,5, không tan trong nước, chỉ tan trong axit xitric 2% tương đương môi trường do rễ cây tiết ra, nên nó được nhả dần khi tiếp xúc với rễ cây, vừa bảo tồn dinh dưỡng, vừa làm tăng pH của đất, hạn chế lượng Cd di động trong đất đi vào cây. Ngoài ra, lân nung chảy còn chứa hàm lượng lớn SiO2 hữu hiệu (24-26%). 

Silic tan trong dịch rễ cây tạo phức với kim loại Cd giữ nó trong đất. Còn khi Silic được cây hấp thụ, nó tích tụ tạo lớp màng silica trong tế bào rễ, lá; ngăn ngừa tổn thương rễ, hạn chế Cd xâm nhập qua rễ, hạn chế Cd vận chuyển lên mạch gỗ, lên lá cây. Màng silica trong tể bào lá hạn chế bay bốc nước, giúp cây chống chọi tốt với hạn hán, chống chọi sâu bệnh; tăng cường sự quang hợp, tổng hợp dinh dưỡng.

Các biện pháp xử lý phục hồi đối với đất, vườn cây bị nhiễm Cadimi

1. Thay đất

Thay một phần đất ô nhiễm bằng một phần đất tươi nhằm hoà loãng hàm lượng Cd trong đất. Biện pháp này tương đối tốn kém, chỉ thích hợp với diện tích nhỏ.

2. Xử lý đất ô nhiễm Cd bằng điện

Điện hóa: Sử dụng dòng điện để thay đổi trạng thái hóa học của Cadimi, chuyển đổi nó từ dạng hòa tan thành dạng không hòa tan hoặc dạng ít độc hại hơn. 

Nhược điểm của phương pháp này là Cd chỉ bị cố định trong đất, trong điều kiện nào đó vẫn có khả năng hoạt động trở lại.

Điện ly: Sử dụng dòng điện để tách Cadimi ra khỏi đất, bằng cách tạo ra một điện trường khiến Cadimi di chuyển đến các điện cực. 

Ưu điểm là có thể loại bỏ hoặc giảm đáng kể lượng cadimi trong đất. Thân thiện với môi trường. Giảm nguy cơ tiếp xúc với Cadimi đối với con người và môi trường, nhưng tốn tiền đầu tư ban đầu và không phải loại đất nào cũng áp dụng được.

3. Xử lý giảm độc tố Cadimi di động trong đất bằng biochar, đá perlite

Biochar là than sinh học, một sản phẩm được tạo ra trong quá trình nhiệt phân các vật liệu hữu cơ (vỏ trấu, rơm…) trong môi trường yếm khí hoặc nghèo oxy. Trong than sinh học trấu chứa 90% SiO2; trong than sinh học rơm chứa 45-50% SiO2.

Đá perlite là đá núi lửa chứa lượng lớn SiO2, khi nghiền nhỏ và nung nóng ở nhiệt độ cao 900 độ C trong thời gian ngắn, chúng sẽ hoá mềm đá thủy tinh núi lửa, những hạt nước trong đá chuyển thành thể khí thoát ra ngoài, thể tích đá cũng tăng lên, chúng trở lên xốp, nhẹ, Silic chuyển thành dạng hoạt động). Trộn các nguyên liệu trên với đất trồng một tỷ lệ từ 0,5-1,5% có thể giảm Cd di động trong đất đến 90-95% sau 49-60 ngày.

4. Xử lý đất nhiễm Cadimi bằng phương pháp sinh học

Sử dụng các loài thực vật chịu được kim loại để cố định kim loại nặng Cd dưới lòng đất và làm giảm khả dụng sinh học của chúng, do đó ngăn chặn sự di chuyển của chúng vào hệ sinh thái và làm giảm khả năng kim loại xâm nhập vào chuỗi thức ăn. Có thể trồng các cây như cây ngổ dại, cỏ mần trầu.

Cũng có thể dùng thực vật chiết xuất các kim loại nặng trong đất vào trong sinh khối trên mặt đất thông qua đó làm sạch đất. Chọn các cây có sinh khối lớn, chịu đựng được stress Cd và siêu tích tụ Cd và kim loại nặng trong cơ thể dưới đây, trồng trong các vùng đất ô nhiễm để loại bỏ Cd và kim loại nặng ra khỏi đất. sau đó thu hồi sinh khối mang thiêu hủy.

Đối với các bãi gyps, bãi thải có thể trồng các cây lâm nghiệp, cây thân gỗ, hệ dây leo hoặc trồng các loại như: cây sậy, cây dương xỉ, cây xuyến chi, cây dền gai, thầu dầu, cây cỏ mần trầu, cây thù lu đực/cà đen, cây liễu trắng, cỏ ba lá…

Trong các hồ thải, rãnh thải trồng các cây sậy, ngổ dại, cỏ voi lai, bèo tây hoặc nuôi cấy tảo đơn bào Chlorella vulgaris để hấp thụ và loại bỏ cadimi từ môi trường nước. Đối với các vườn cây ăn trái bị nhiễm Cd có thể trồng xen canh các loại rau cải dầu, cà độc dược, thuốc lá, cây gai dầu…

Cũng có thể trồng xen các cây hoa cảnh như: hướng dương, cây trường sinh, cây cẩm chướng, cây thơm ổi (hoa ngũ sắc)…vừa tạo cảnh quan, vừa xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong đó có Cd trong đất.

Kết hợp thực vật với vi sinh vật để xử lý Cd trong đất. Ta có thể bổ sung một số vi khuẩn vùng rễ thúc đẩy tăng trưởng thực vật như: Pseudomonas sp., Microbacterium sp., Bacillus sp., Rahnella sp., Burkholderia sp. và Enterobacter sp.

Cũng có thể bổ sung môt số vi khuẩn có khả năng kháng Cd, thúc đẩy kéo dài rễ như: Micrococcus sp. MU1 và Klebsiella sp. BAM1, hay các vi khuẩn vùng rễ kích thích sinh trưởng thực vật để cải thiện khả năng chịu đựng cũng như khả năng tích lũy của thực vật siêu tích tụ Cd để tăng hiệu quả xử lý thực vật.

Xử lý đất nhiễm Cadimi bắng nấm: Trichoderma có thể giúp cải thiện chất lượng đất, giảm lượng Cadimi trong đất và thực vật, từ đó giảm lượng Cadimi trong thực phẩm. 

Ta có thể dùng nó ủ với phân hữu cơ trước khi bón cho đất như sau: Pha nấm Trichoderma với nước theo tỷ lệ khuyến cáo của sản phẩm (ví dụ: 1kg Trichoderma với 150-200 lít nước) và tưới lên vật liệu ủ (phân chuồng, xác thực vật, rơm rạ...) trước khi ủ. 

Cũng có thể rắc trực tiếp nấm Trichoderma lên bề mặt đất, trộn với đất trước khi trồng. Hoặc pha loãng nấm Trichoderma với nước theo tỷ lệ khuyến cáo và tưới vào gốc cây hoặc phun lên lá. 

Sử dụng nấm bào ngư xử lý Cadimi trong đất: Nghiên cứu cũng cho thấy nấm Bào ngư (Pleurotus ostreatus, Pleurotus florida) có khả năng tích tụ cadimi ở mức cao trong quả thể. Điều này có thể được sử dụng để thu gom và xử lý cadimi, nhưng cũng cần lưu ý về nguy cơ nhiễm độc nếu không được quản lý cẩn thận.

Trên đây là một vài biện pháp xử lý mà nông dân các địa phương có thể áp dụng để xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng nói chung và Cd nói riêng nhằm làm sạch ô nhiễm, sản xuất ra các loại nông sản đạt chất lượng đáp ứng được các tiêu chuẩn thực phẩm trong nước cũng như xuất khẩu.