Mercurul intră în orez prin activități industriale locale și prin arderea cărbunelui. David Woo, CC BY-ND

Poluarea cu mercur este o problemă asociată de obicei cu consumul de pește. Femeile însărcinate și copiii din multe părți ale lumii sunt sfătuiți să mănânce pește cu conținut scăzut de mercur pentru a se proteja împotriva efectelor negative asupra sănătății, inclusiv a daunelor neurologice, cauzate de o formă deosebit de toxică de mercur, metilmercurul.

Dar unii oameni din China, cel mai mare emițător de mercur din lume, sunt expuși la mai mult metilmercur din orez decât sunt din pește. Într-o studiu recent, am explorat amploarea acestei probleme și în ce direcție ar putea merge în viitor.

Am constatat că traiectoria emisiilor viitoare a Chinei poate avea o influență măsurabilă asupra metilmercurului orezului din țară. Acest lucru are implicații importante nu numai în China, ci și în Asia, unde utilizarea cărbunelui crește iar orezul este un aliment de bază. Este, de asemenea, relevant, deoarece țările din întreaga lume pun în aplicare Convenția Minamata, un tratat global pentru protejarea sănătății umane și a mediului de mercur.

De ce este mercurul o problemă în orez?

Măsurătorile de metilmercur din orez în China de la începutul anilor 2000 au avut loc în zone în care exploatarea mercurului și alte activități industriale au condus la niveluri ridicate de mercur în sol, care a fost apoi preluat de plantele de orez. Cu toate acestea, cercetări mai recente au arătat că metilmercurul din orez este crescut și în alte zone ale Chinei. Acest lucru sugerează că mercurul aerian - emis de surse precum centralele electrice pe cărbune și care ulterior se așează pe uscat - ar putea fi, de asemenea, un factor.

Pentru a înțelege mai bine procesul de acumulare a metilmercurului în orez prin depunere - adică mercur originar din aerul care plouă sau se așează pe uscat - am construit un model computerizat pentru a analiza importanța relativă a solului și a surselor atmosferice de metilmercur al orezului. Apoi am proiectat modul în care concentrațiile viitoare de metilmercur s-ar putea schimba în diferite scenarii de emisii.

Concentrațiile de metilmercur din orez sunt mai mici decât cele din pește, dar, în centrul Chinei, oamenii mănâncă mult mai mult orez decât peștele. Studiile au calculat asta locuitorii din zonele cu sol contaminat cu mercur consumă mai mult metilmercur decât doza de referință a EPA SUA de 0.1 micrograme metilmercur pe kilogram de greutate corporală pe zi, un nivel stabilit pentru a proteja împotriva rezultatelor negative asupra sănătății, cum ar fi scăderea IQ-ului. Date recente sugerează că alte efecte neurodezvoltate ale metilmercurului poate apărea la niveluri sub doza de referință. Cu toate acestea, puține studii de sănătate au examinat în mod specific impactul expunerii la metilmercur asupra consumatorilor de orez.

Pentru a identifica potențialul scop al problemei, am comparat zonele din China în care se așteaptă depunerea de mercur pe baza modelelor de mercur, cu hărțile producției de orez. Am constatat că provinciile cu depozit ridicat de mercur produc, de asemenea, cantități substanțiale de orez. Șapte provincii din centrul Chinei (Henan, Anhui, Jiangxi, Hunan, Guizhou, Chongqing și Hubei) reprezintă 48% din producția chineză de orez și primesc aproape dublul depunerii de mercur atmosferic ca în restul Chinei.

Am calculat că depunerea de mercur ar putea crește cu aproape 90% sau scădea cu 60% până în 2050, în funcție de politicile și tehnologiile viitoare.

Abordarea noastră de modelare

Pentru a înțelege cum mercurul din atmosferă ar putea fi încorporat în orez ca metilmercur, am construit un model pentru a simula mercurul în orezale. Metilmercurul este produs în mediu prin activitate biologică - în special, de bacterii. Adesea, acest lucru se întâmplă în medii inundate, cum ar fi zonele umede și sedimentele. În mod similar, orezarele sunt păstrate inundate în timpul sezonului de creștere, iar mediul bogat în nutrienți creat de rădăcinile orezului susține atât creșterea bacteriană, cât și producția de metilmercur.

Modelul nostru de orezar simulează modul în care se formează, se acumulează și se transformă mercurul în metilmercur în diferite părți ale ecosistemului, inclusiv în apă, sol și plantele de orez.

În modelul nostru, mercurul pătrunde în apa inundată permanentă prin procesele de depunere și irigare, apoi se deplasează printre apă, sol și plante. După inițializarea și calibrarea modelului, l-am rulat pe durata tipică de cinci luni de la plantarea răsadurilor până la recoltarea orezului și am comparat rezultatele noastre cu măsurătorile de mercur din orez din China. De asemenea, am efectuat diferite simulări cu depuneri atmosferice variabile și concentrații de mercur din sol.

În ciuda simplității sale, modelul nostru a reușit să reproducă modul în care concentrațiile de orez metilmercur variază în diferite provincii chineze. Modelul nostru a putut reflecta cu exactitate modul în care concentrațiile mai mari de mercur din sol au condus la concentrații mai mari în orez.

Dar solul nu era întreaga poveste. Mercurul din apă - care poate proveni din apa inundată din orezare sau din apa reținută în sol - poate influența, de asemenea, concentrațiile din orez. Cât de mult depinde de ratele relative ale diferitelor procese din sol și apă. În anumite condiții, o parte din mercurul din orez poate proveni din mercurul din atmosferă, odată ce mercurul este depus în orez. Acest lucru a sugerat că modificarea emisiilor de mercur ar putea afecta concentrațiile din orez.

Emisiile viitoare pot influența orezul

Cum se vor schimba ratele de mercur din orez în viitor?

Am examinat un scenariu cu emisii ridicate, care nu presupune politici noi de control al emisiilor de mercur până în 2050 și un scenariu cu emisii scăzute, în care China folosește mai puțin cărbune, iar centralele electrice pe cărbune au controale avansate ale emisiilor de mercur. Concentrațiile medii de metilmercur din orezul chinezesc au crescut cu 13% în scenariul înalt și au scăzut cu 18% în scenariul scăzut. Regiunile în care metilmercurul de orez a scăzut cel mai mult sub controale stricte de politică au fost în centrul Chinei, unde producția de orez este mare și orezul este o sursă importantă de expunere la metilmercur.

Gestionarea concentrațiilor de mercur din orez necesită astfel o abordare integrată, abordând atât depunerea, cât și contaminarea solului și a apei. Înțelegerea condițiilor locale este, de asemenea, importantă: alți factori de mediu care nu sunt surprinși de modelul nostru, cum ar fi aciditatea solului, pot influența, de asemenea, producția de metilmercur și acumularea în orez.

Diferite strategii de producție a orezului pot ajuta, de asemenea - de exemplu, alternând cicluri de umectare și uscare în cultivarea orezului poate reduce consumul de apă și emisiile de metan, precum și concentrațiile de metilmercur din orez.

Scenariile noastre probabil subestimează beneficiile potențiale pentru sănătate ale controalelor Convenției Minamata în China, care este parte la Convenție. Includem în scenariile noastre doar modificările emisiilor atmosferice generate de generarea de energie electrică, în timp ce Convenția controlează emisiile din alte sectoare, interzice extracția de mercur și abordează siturile contaminate și emisiile terestre și de apă.

Reducerea mercurului ar putea fi benefică și pentru alte țări producătoare de orez, dar în prezent există puține date disponibile în afara Chinei. Cu toate acestea, cercetările noastre sugerează că problema mercurului nu este doar o poveste a peștilor - și că eforturile politice pot face într-adevăr diferența.

Despre autori

Noelle Eckley Selin, profesor asociat de date, sisteme și societate și chimie atmosferică, Massachusetts Institute of Technology și Sae Yun Kwon, profesor asistent la Divizia de Științe și Inginerie a Mediului, Universitatea de Știință și Tehnologie Pohang

Acest articol a fost publicat inițial Conversaţie. Citeste Articol original.

Cărți conexe

at InnerSelf Market și Amazon