Kviksølv kommer ind i ris gennem lokale industrielle aktiviteter og gennem forbrænding af kul. David Woo, CC BY-ND

Kviksølvforurening er et problem, der normalt er forbundet med fiskeforbrug. Gravide kvinder og børn i mange dele af verden tilrådes at spise fisk med lavt kviksølv for at beskytte mod de skadelige sundhedsmæssige virkninger, herunder neurologiske skader, der udgøres af en særlig giftig form for kviksølv, methylkviksølv.

Men nogle mennesker i Kina, verdens største kviksølvemitter, udsættes for mere methylkviksølv fra ris, end de er fra fisk. I en nylig undersøgelse, vi udforskede omfanget af dette problem, og hvilken retning det kunne gå i fremtiden.

Vi fandt, at Kinas fremtidige emissionskanal kan have en målbar indflydelse på landets rismetylkviksølv. Dette har vigtige konsekvenser ikke kun i Kina, men i hele Asien, hvor kulforbruget øges og ris er en fast mad. Det er også relevant, da lande over hele verden implementerer Minamata konvention, en global traktat til beskyttelse af menneskers sundhed og miljøet mod kviksølv.

Hvorfor er kviksølv et problem i ris?

Målinger af methylkviksølv i ris i Kina fra de tidlige 2000 var i områder, hvor kviksølvminedrift og andre industrielle aktiviteter førte til høje kviksølvniveauer i jord, som derefter blev taget op af risplanter. Nyere forskning har imidlertid vist det methylmercury i ris er også forhøjet i andre områder af Kina. Dette antyder, at luftbåret kviksølv - udsendt af kilder som kulfyrede kraftværker og derefter bosættes på jorden - også kan være en faktor.

For bedre at forstå processen med akkumulering af methylkviksølv i ris gennem afsætning - det vil sige kviksølv, der stammer fra luften, der regner ud eller sætter sig ned i jorden - konstruerede vi en computermodel for at analysere den relative betydning af jord og atmosfæriske kilder til rismetylkviksølv. Derefter projicerede vi, hvordan fremtidige methylkviksølvkoncentrationer kunne ændre sig under forskellige emissionsscenarier.

Koncentrationer af methylmercury i ris er lavere end i fisk, men i det centrale Kina spiser folk meget mere ris end fisk. Undersøgelser har beregnet det beboere i områder med kviksølvforurenet jord bruger mere methylkviksølv end den amerikanske EPA's referencedosis af 0.1 mikrogram methylkviksølv pr. kg kropsvægt pr. dag, et niveau, der er indstillet til at beskytte mod ugunstige sundhedsresultater, såsom faldet IQ. Nylige data antyder, at andre neuroudviklingsmæssige påvirkninger fra methylmercury kan forekomme i niveauer under referencedosis. Få sundhedsundersøgelser har imidlertid undersøgt virkningerne af eksponering for methylkviksølv til risforbrugere.

For at identificere problemets potentielle rækkevidde sammenlignede vi områderne i Kina, hvor kviksølvaflejring forventes at være højt baseret på kviksølvmodeller med kort over risproduktion. Vi fandt, at provinser med høj kviksølvaflejring også producerer betydelige mængder ris. Syv provinser i det centrale Kina (Henan, Anhui, Jiangxi, Hunan, Guizhou, Chongqing og Hubei) tegner sig for 48 procent af kinesisk risproduktion og modtager næsten det dobbelte af atmosfærisk kviksølvaflejring som resten af ​​Kina.

Vi beregnet, at kviksølvaflejring kunne stige næsten 90 procent eller falde med 60 procent med 2050, afhængigt af fremtidige politikker og teknologier.

Vores modelleringsmetode

For at forstå, hvordan kviksølv fra atmosfæren kan blive inkorporeret i ris som methylkviksølv, opbyggede vi en model til at simulere kviksølv i risskaller. Methylkviksølv produceres i miljøet ved biologisk aktivitet - specifikt af bakterier. Ofte forekommer dette i oversvømmede miljøer som vådområder og sedimenter. Tilsvarende holdes rismarker oversvømmet i vækstsæsonen, og det næringsrige miljø skabt af risrødder understøtter både bakterievækst og methylkviksølvproduktion.

Vores rispadelmodel simulerer, hvordan kviksølv ændrer form, akkumuleres og omdannes til methylkviksølv i forskellige dele af økosystemet, herunder i vandet, jorden og risplanterne.

I vores model kommer kviksølv ind i det stående oversvømmede vand via afsætnings- og kunstvandingsprocesser og bevæger sig derefter mellem vand, jord og planter. Efter initialisering og kalibrering af modellen kørte vi den i den typiske varighed på fem måneder fra udplantning af frøplanter til rishøst og sammenlignede vores resultater med målinger af kviksølv i ris fra Kina. Vi udførte også forskellige simuleringer med varierende atmosfærisk afsætning og koncentration af jordkviksølv.

På trods af sin enkelhed var vores model i stand til at gengive, hvordan koncentrationen af ​​rismetylkviksølv varierer i forskellige kinesiske provinser. Vores model var i stand til nøjagtigt at afspejle, hvordan højere jordkviksølvkoncentrationer førte til højere koncentrationer i ris.

Men jorden var ikke hele historien. Kviksølv fra vand - som kan komme fra det oversvømmede vand i risskaller eller vandet i jorden - kan også påvirke koncentrationen i ris. Hvor meget afhænger af de relative hastigheder for forskellige processer inden for jord og vand. Under nogle betingelser kan en del af kviksølvet i ris komme fra kviksølvet i atmosfæren, når først dette kviksølv er deponeret til rismarken. Dette antydede, at skiftende emissioner af kviksølv potentielt kunne påvirke koncentrationerne i ris.

Fremtidige emissioner kan påvirke ris

Hvordan vil kviksølvgraden i ris ændre sig i fremtiden?

Vi undersøgte et scenario med højt emission, som ikke antager nogen nye politikker til at kontrollere kviksølvemissioner ved 2050, og et scenario med lavemission, hvor Kina bruger mindre kul og kulfyrede kraftværker har avancerede kviksølvemissionskontrol. Median kinesisk rismetylkviksølvkoncentration steg med 13 procent i det høje scenarie og faldt med 18 procent under det lave scenarie. Regioner, hvor rismetylkviksølv faldt mest under streng politikkontrol var i det centrale Kina, hvor risproduktionen er høj, og ris er en vigtig kilde til eksponering for methylkviksølv.

Håndtering af kviksølvkoncentrationer i ris kræver således en integreret tilgang, der tager fat på både afsætning og jord- og vandforurening. Det er også vigtigt at forstå lokale forhold: Andre miljøfaktorer, der ikke er fanget af vores model, såsom jordens syreindhold, kan også påvirke methylkviksølvproduktion og akkumulering til ris.

Forskellige risproduktionsstrategier kan også hjælpe - for eksempel skiftevis befugtnings- og tørringscyklusser i risdyrkning kan reducere vandforbruget og metanemissioner såvel som rismetylkviksølvkoncentrationer.

Vores scenarier undervurderer sandsynligvis de potentielle sundhedsmæssige fordele ved Minamata-konventionens kontrol i Kina, som er part i konventionen. Vi inkluderer i vores scenarier kun ændringer i luftemissioner fra kraftproduktion, mens konventionen kontrollerer emissioner fra andre sektorer, forbyder kviksølvminedrift og adresserer forurenede steder og udledning af land og vand.

Reduktion af kviksølv kan også være fordelagtigt for andre risproducerende lande, men i øjeblikket er der få data tilgængelige uden for Kina. Vores forskning antyder dog, at problemet med kviksølv ikke kun er en fiskehistorie - og at politiske bestræbelser virkelig kan gøre en forskel.

Om forfatterne

Noelle Eckley Selin, lektor i data, systemer og samfund og atmosfærisk kemi, Massachusetts Institute of Technology og Sae Yun Kwon, assisterende professor ved afdelingen for miljøvidenskab og teknik, Pohang University of Science and Technology

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort den The Conversation. Læs oprindelige artikel.

Relaterede bøger

at InnerSelf Market og Amazon