Sử dụng phân gà để cải tạo đất – cần lưu ý dư lượng Arsenic

Arsen được dùng trong chăn nuôi gia cầm ở dạng arsenic acid hoặc các dẫn xuất của chúng. Tỷ lệ sử dụng của chúng vào khoảng 22,7-45,4 g/tấn thức ăn hoặc 0,025-0,050/00. Hiện nay, việc sử dụng arsen trong chăn nuôi gà đẻ trứng bị cấm ở Mỹ vì phần lớn lượng arsen không được chuyển hóa hoặc tích lũy trong thịt của gia cầm và có đến 90% dư thừa sau đó tồn tại trong phân và rác thải chuồng trại. Ước tính một con gà sẽ tiết ra 150 mg dẫn xuất arsen trong 42 ngày của giai đoạn tăng trưởng. Một phần arsen này sau đó được dọn dẹp sau khi xuất chuồng gia cầm, phần còn lại ngày càng tích lũy. Trung bình, hàm lượng arsenic trong phân gia cầm khoảng 30-50 ppm.

Trước đây, việc sử dụng nguồn phế thải này trong các trang trại trồng trọt hữu cơ không bị cấm. Tuy nhiên, một trang trại hữu cơ phải đạt tiêu chí là đảm bảo được việc quản lý chặt chẽ, không tạo thêm sự ô nhiễm vào đất, nước, mùa vụ… bởi các vật liệu sử dụng trong nông trại. Nguồn arsen trong phân gia cầm này trở thành mối nguy hại trực tiếp cho sức khỏe con người hoặc gián tiếp do tích lũy trong cây trồng. Do đó, các nhà sản xuất hữu cơ cần phải quản lý chặt khi ứng dụng nguồn phế liệu này trong trang trại vì arsen có thể tích lũy trong đất và tạo ra nguy cơ tiềm ẩn cho người canh tác cũng như người tiêu thụ do đặc tính kim loại nặng của nó. Sự nhạy cảm của thực vật với arsenic khác nhau tùy loài. Các cây họ đậu thì rất nhạy cảm với sự ngộ độc arsenic, các loài dương xỉ thì có khả năng tích lũy lượng arsenic cao hơn nhiều, vài loài có khả năng kháng với arsenic, vài loài khác có khả năng khóa hệ thống hấp thu arsenic của rễ… Do có tính chất hóa học tương tự nhau nên thực vật khó hấp thu chọn lọc giữa arsenic và phosphor. Thêm vào đó, nhiều loài nấm cộng sinh rễ đã làm tăng sự hấp thu arsenic theo cơ chế này. Hầu hết thực vật sẽ ngô độc với arsenic ở mức thấp hơn so với mức arsenic gây độc cho người và hầu hết chúng bị chết trước khi tạo ra sản phẩm thực phẩm cho người.

Lượng arsen đi vào đất phụ thuộc vào lượng arsen có trong phân gà và lượng phân gà được dùng trong canh tác. Theo ước tính, vật chất hữu cơ được hấp thụ trong mỗi mùa vụ khoảng một nữa lượng vật chất hữu cơ đưa vào canh tác. Qua đó, người canh tác có thể tính được lượng arsen đi vào đất một cách dễ dàng khi dùng phân gà để cải tạo đất. Nếu việc sử dụng rác thải chuồng trại thường xuyên trong các vụ mùa, arsenic sẽ được tích lũy ngày càng nhiều. Mức tích lũy arsenic tối đa trong đất được cho phép tùy từng nơi có những quy định khác nhau. Mức arsenic cho phép trong phân compost ở Ý là 10 ppm, ở Canada là 13 ppm, ở Netherlands là 15 ppm, ở Đan Mạch là 25 ppm. Các báo cáo cho thấy mức nhiễm arsenic 10 ppm là đã có thể gây ngộ độc và có thể gây chết cho cây trồng. Hàm lượng arsenic tự nhiên trong các loại đất thường thấp hơn 10 ppm. Hàm lượng ô nhiễm arsenic (ppm) được tính dựa trên khối lượng của lớp đất tính theo chiều sâu khoảng 15 cm của 1 ha là sắp xỉ 2.500 tấn đất.

Một điểm quan trọng khác là khi đất có hiện diện của arsenic, sự hấp thu phosphor bị giảm, điều này dẫn đến sự chẩn đoán nhầm là đất thiếu phosphor do gây ra các triệu chứng tương tự như thiếu phosphor như là đen chót lá, cằn cõi, trái và hạt dị hình…

Để hạn chế sự ngộ độc arsenic có trong đất, cần hạn chế sử dụng rác thải chuồng trại gia cầm trong các vùng đất cát, đất lầy lội, đất ít chất hữu cơ hoặc vùng đất nằm trên vùng đá vôi, đất có pH kiềm cao, đất có hàm lượng phosphor và nitrate cao. Trong các loại đất này, arsenic dễ dàng hòa tan và làm tăng độc tính của chúng đối với cây trồng, môi trường và con người do chúng ở dạng dễ dàng được hấp thu hơn.

Cũng vì lý do trên, phân gà cần được kiểm soát kỹ trước khi dùng để cải tạo đất. Từ chuồng trại, chúng cần được đổ đống và che đậy trong quá trình hoai mục để tránh sự phát tán do gió hoặc rửa trôi do mưa. Để làm giảm ảnh hưởng của arsenic cho cây trồng, rác thải chuồng trại gia cầm cần được cách ly khỏi cánh đồng ít nhất 15 m. Để tránh sự rửa trôi vào nước, chúng cũng cần được tránh xa sông suối ít nhất 30m. Vì trong giai đoạn này, arsenic chưa liên kết với các vật liệu đất, chúng dễ dàng hòa tan. Các thống kê cho thấy có đến 70% arsenic từ đống phân phát tán vào nước khi chất đống không che đậy. Khi sử dụng phân gà đã hoai, cần trộn đều chúng vào đất, không nên rải trên bề mặt đất để tránh các rủi ro do phát tán. Ngoài rác gia cầm, các nguồn gây nhiễm arsenic khác như đá lửa, phosphor đá, chất thải nhà máy gỗ, thuốc trừ sâu có arsenic, bùn thải công nghiệp.

Để cải tạo đất bị nhiễm arsenic cao, trồng các loài thực vật có khả năng tích lũy arsenic cao. Sau đó, chúng được thu hoạch và xử lý arsenic trong chúng. Ngoài ra, một số loài cây trồng khác cũng được trồng để hạn chế rủi ro do ngộ độc arsenic lên sức khỏe con người như cây họ dương, hướng dương, cỏ, cotton…