Hiểu đúng về Cadimi

Tổng quan về Cadimi

Cadimi (tiếng Anh: Cadmium) là nguyên tố hóa học có ký hiệu Cd và số nguyên tử bằng 48. Cadimi là kim loại chuyển tiếp tương đối hiếm, mềm, màu trắng ánh xanh. Cadimi được tìm thấy năm 1817. Cùng với asen, chì, thủy ngân và crom, Cadimi được xếp vào nhóm kim loại nặng.

Các quặng chứa Cadimi rất hiếm, thường được tìm thấy trong tự nhiên ở nồng độ thấp, trong một số loại quặng như sunfua kẽm, chì và đồng.

Cadimi là một trong rất ít nguyên tố không có ích lợi cho cơ thể con người. Cadimi và các hợp chất của Cd là những chất cực độc, thậm chí chỉ với nồng độ thấp cũng có khả năng tích lũy sinh học trong cơ thể.

Độc tính của Cadimi có thể nhận thấy khi hít thở phải bụi có chứa Cadimi dẫn đến các vấn đề về hệ hô hấp và thận, nghiêm trọng hơn là dẫn đến tử vong (thông thường do hỏng thận). Người nuốt phải lượng nhỏ Cadimi có thể phát sinh ngộ độc tức thì, gây nôn mửa, tiêu chảy, nặng hơn là tổn thương gan, thận.

Các hợp chất chứa Cadimi cũng được coi là tác nhân gây ung thư, bao gồm ung thư vú, phổi, tuyến tiền liệt, vòm họng, tuyến tụy và thận... 

Khi đi vào cơ thể, Cadimi được vận chuyển vào máu thông qua hồng cầu, albumin và sau đó được tích lũy ở thận, gan và ruột. Sự bài tiết Cadimi ra khỏi cơ thể chậm và xảy ra qua thận, nước tiểu, nước bọt và sữa trong thời kỳ cho con bú.

Cadimi không phân hủy trong tự nhiên, do đó khi thải ra môi trường, Cadimi vẫn tiếp tục có khả năng lưu thông. 

Nguồn phát sinh Cadimi vào cơ thể con người là thông qua đường ăn uống, vì Cadimi được hấp thụ vào thực phẩm hoặc do nước ô nhiễm. Cadimi được rễ cây hấp thụ và vận chuyển đến các bộ phận khác nhau của cây, theo cách này Cd có thể xâm nhập vào chuỗi thức ăn. 

Việc hút thuốc lá cũng là nguồn phát sinh Cadimi. Phơi nhiễm Cadimi từ hút thuốc lá sẽ tùy thuộc vào từng loại khác nhau. Một điếu thuốc lá thường chứa từ 1-2 μg Cd. Một người hút 20 điếu thuốc mỗi ngày sẽ hấp thụ khoảng 1 μg Cd, trong đó, khoảng 10% số Cd này được hít vào với tỷ lệ hấp thụ 40% - 50% trong phổi. 

Cadimi được sinh ra từ quá trình sản xuất, chủ yếu là phụ phẩm từ việc khai thác, nấu chảy và tinh luyện các quặng kẽm sulfide và ở mức độ thấp hơn là từ quặng chì, đồng. 

Cháy rừng và núi lửa cũng giải phóng một lượng Cadimi. Đốt cháy nhiên liệu hóa thạch như than và dầu giải phóng Cadmium vào khí quyển.

Cadimi còn được dùng trong sản xuất pin Ni-Cd. Tuy nhiên, ngày nay, việc sử dụng Cadimi đang giảm vì độc tính của nó và pin Ni-Cd được thay thế bằng niken-kim loại hydride và pin lithium-ion. 

Về hoạt động khai thác, một số loại khoáng sản, kể cả than đều có chứa một lượng nhất định Cadimi. Cadimi xâm nhập vào môi trường thông qua các hoạt động khai thác. Khi quặng chứa Cadimi được chiết xuất, nó có thể được giải phóng vào không khí và nước.

Ở các loại phân bón chứa lân, phân bón có nguồn gốc từ đá phốt phát khi bón cho cây có thể đưa Cadimi vào đất. Nồng độ Cadimi cao có thể ảnh hưởng đến cây trồng. Cadimi còn có trong bùn thải, đôi khi được sử dụng làm chất cải tạo đất.

Ngoài ra, các họa sĩ thường sử dụng màu của các hợp chất có Cadimi, khi muốn thể hiện màu vàng, cam và đỏ (Cadimi sulfide và Cadimi sulfoselenide). 

Cadimi trong quặng apatit và phân bón chứa lân

Đá phốt phát (photphat rock, PR) cũng chứa các kim loại nặng trong đó có Cadimi. Nồng độ Cadimi trong đá photphat thay đổi phần lớn theo nguồn gốc, thường dao động trong khoảng 1 - 1.500mg Cd/kg quặng. 

Hàm lượng Cadimi và phốt pho (P) trong một số loại quặng apatit trên thế giới như sau (mg Cd/kg quặng): Florida 3,31; Idaho 199; Morocco 507; Taiba (Senegal) 87; Zin- Israel 31; Tunisia 40; Tongo 58.

Loại hàm lượng Cadimi thấp, dao động từ 1-4 mg/kg, loại hàm lượng Cadimi cao dao động từ 5 - 1.500 mg/kg. (Nguồn: ScienceDirect, vol. 30, December 2022 “Cd content in phosphate fertilizer” N. C. Suciu, R. De Vivo, N. Rizzati, E. Capri).

Theo công bố tại Tạp chí Khoa học và Công nghệ nông nghiệp Việt Nam: “Kết quả nghiên cứu hàm lượng Cd trong đất tại một số vùng nguy cơ ô nhiễm do chất thải đô thị và công nghiệp”, tác giả Phạm Quang Hà chỉ ra, hàm lượng Cadimi tại Việt Nam ở phân bò là 0,48 mg/kg; phân lợn 1,5 mg/kg; SSP Lâm Thao 2,77 mg/kg; Phân lân nung chảy Văn Điển 2,63 mg/kg; Quặng apatit Lào Cai 4,25 mg/kg.

Như vậy, hàm lượng cadimi trong quặng apatit Lào Cai, nguyên liệu đầu vào để sản xuất các loại phân bón chứa lân như DAP, Supe lân, lân nung chảy của Việt Nam được xếp vào loại thấp so với các mỏ quặng apatit khác trên thế giới.

Các giới hạn hoặc tiêu chuẩn Cadimi được Ủy ban châu Âu thông qua vào năm 2012 là giảm dần từ 60 xuống 40 và cuối cùng xuống 20mg Cd/kg P2O5, tương đương với 6 - 7 mg/kg quặng loại I có hàm lượng P2O5 32%.

Từ quặng apatit có thể chế biến ra hàng loạt loại phân bón chứa lân như: MAP, DAP, SSP, TSP, FMP,...

Có hai lựa chọn để thu được nồng độ Cadimi thấp trong phân bón chứa lân: Thứ nhất, sử dụng đá phốt phát có hàm lượng Cadimi thấp, đây được coi là lựa chọn chi phí thấp.

Thứ hai, giảm lượng phân bón nói chung và phân bón chứa lân nói riêng. Năm 2000, lượng phân bón chứa lân tại EU giảm một nửa so với năm 1990, nhưng từ năm 2011 đến nay hầu như không có sự thay đổi, năm 2011 là 1,04 triệu tấn, năm 2021 là 1.138 triệu tấn.

Tại EU, hàm lượng Cadimi được tính theo lượng P2O5, tại Bỉ là 90mg Cd/P2O5; Tại Đan Mạch là 45mg Cd/P2O5, tại Phần Lan là 22mg Cd/P2O5, tại Đức là 60mg Cd/P2O5, tại Bồ Đào Nha là 44mg Cd/P2O5, tại Anh là 115mg Cd/kg P2O5…

Nếu tính theo hàm lượng Cd trong đất, tại EU quy định không được vượt quá 0.15mg/kg đất, không được vượt quá 0,20mg Cd/m3 cỏ (Nguồn: Cadmium in phosphorous fertilizer: Balannce and trends, Journal of Chemistry, September 2022).

Quy định hàm lượng Cadimi trong thực phẩm và phân bón tại Việt Nam

Theo QCVN 8-2:2011, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với ô nhiêm kim loại nặng trong thực phẩm, giới hạn ô nhiễm Cadimi trong thực phẩm, tính theo mg/kg hoặc mg/l như sau:

Các sản phẩm sữa dạng bột, dạng lỏng, phormat, chất béo từ sữa, sữa lên men 1,0 mg/kg. Thịt trâu, thịt bò, thịt lợn, thịt cừu, thịt gia cầm, thủy sản, sản phẩm từ thủy sản 0,05 mg/kg. Nước chấm, dấm, 0,5 mg/l. 

Theo Thông tư 09/2019/TT-BNNPTNT ngày 27/8/2019 của Bộ NN-PTNT ban hành “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng phân bón” quy định: Các loại phân bón có chỉ tiêu chất lượng là chất hữu cơ hoặc chứa thành phần nguyên liệu sản xuất có nguồn gốc từ than bùn, rác thải đô thị, phế thải công nghiệp chế biến nông sản, thực phẩm, phế thải chăn nuôi có hàm lượng Cadimi tối đa 5 mg/kg hoặc mg/l hoặc ppm khối lượng.

Thông tư này cũng quy định, phân lân nung chảy, phân super phosphat đơn, phân super phosphat kép, phân diamoni phosphat, phân lân nung chảy - vi lượng, phân super phosphat đơn - vi lượng, phân super phosphat kép - vi lượng, phân diamoni phosphate - vi lượng có hàm lượng Cadimi tối đa 12 mg/kg hoặc mg/l hoặc ppm khối lượng.