Merkuri memasuki beras melalui aktiviti perindustrian tempatan dan melalui pembakaran arang batu. David Woo, CC BY-ND

Pencemaran merkuri adalah masalah yang biasanya dikaitkan dengan penggunaan ikan. Wanita hamil dan kanak-kanak di banyak negara di dunia dinasihatkan untuk makan ikan rendah merkuri untuk melindungi terhadap kesan buruk kesihatan, termasuk kerosakan neurologi, yang ditimbulkan oleh merkuri, metilmercury terutamanya toksik.

Tetapi sesetengah orang di China, penghantar merkuri terbesar di dunia, terdedah kepada lebih banyak methylmercury daripada beras daripada ikan. Didalam kajian baru-baru, kami meneroka sejauh mana masalah ini dan arah mana ia boleh pergi pada masa akan datang.

Kami mendapati bahawa trajektori pelepasan masa depan China boleh mempunyai pengaruh yang dapat diukur pada methylmercury beras negara. Ini mempunyai implikasi penting bukan sahaja di China tetapi di seluruh Asia, di mana Penggunaan arang batu semakin meningkat dan beras adalah makanan ruji. Ia juga relevan kerana negara-negara di seluruh dunia melaksanakan Konvensyen Minamata, satu perjanjian global untuk melindungi kesihatan manusia dan alam sekitar daripada merkuri.

Mengapa mercury menjadi masalah dalam beras?

Pengukuran methylmercury dalam beras di China dari 2000 awal adalah di kawasan di mana perlombongan raksa dan aktiviti perindustrian lain membawa kepada tahap merkuri yang tinggi di dalam tanah yang kemudiannya diambil oleh tanaman padi. Walau bagaimanapun, penyelidikan yang lebih baru telah menunjukkan bahawa metilmercury dalam beras juga ditinggikan di kawasan lain di China. Ini menunjukkan bahawa merkuri udara yang dipancarkan oleh sumber-sumber seperti loji janakuasa arang batu dan seterusnya menetap di tanah - mungkin juga menjadi faktor.

Untuk lebih memahami proses pengumpulan methylmercury dalam beras melalui pemendapan - iaitu, merkuri yang berasal dari udara yang turun atau menetap di tanah - kami membina model komputer untuk menganalisis kepentingan relatif tanah dan sumber atmosfer metilmercury beras. Kemudian kami memproyeksikan bagaimana kepekatan methylmercury masa depan dapat berubah di bawah senario pelepasan yang berbeza.

Konsentrasi methylmercury dalam beras adalah lebih rendah daripada ikan, tetapi, di tengah China, orang makan lebih banyak beras daripada ikan. Kajian telah mengira bahawa Penduduk di kawasan dengan tanah tercemar merkuri mengambil lebih banyak methylmercury daripada dos rujukan US EPA methylmercury mikrogram 0.1 per kilogram berat badan setiap hari, tahap yang ditetapkan untuk melindungi daripada hasil kesihatan yang buruk seperti penurunan IQ. Data terkini mencadangkan kesan neurodevelopmental lain dari methylmercury mungkin berlaku pada peringkat di bawah dos rujukan. Walau bagaimanapun, sedikit kajian kesihatan telah mengkaji kesan pendedahan methylmercury kepada pengguna beras secara khusus.

Untuk mengenal pasti skop potensi masalah ini, kita membandingkan kawasan di China di mana pemendapan merkuri dijangka tinggi berdasarkan model raksa, dengan peta pengeluaran beras. Kami mendapati bahawa provinsi-propinsi yang mempunyai pemendapan merkuri yang tinggi juga menghasilkan sejumlah besar beras. Tujuh provinsi di tengah China (Henan, Anhui, Jiangxi, Hunan, Guizhou, Chongqing dan Hubei) menyumbang 48 peratus pengeluaran beras China dan menerima hampir dua kali ganda pemendapan merkuri atmosfera sebagai negara lain di China.

Kami mengira bahawa pemendapan raksa boleh meningkatkan hampir 90 atau menurun sebanyak 60 peratus oleh 2050, bergantung pada dasar dan teknologi masa depan.

Pendekatan pemodelan kami

Untuk memahami bagaimana merkuri dari atmosfera mungkin dimasukkan ke dalam beras sebagai methylmercury, kami membina model untuk mensimulasikan merkuri di sawah. Methylmercury dihasilkan dalam persekitaran oleh aktiviti biologi - khususnya, oleh bakteria. Selalunya, ini berlaku dalam persekitaran banjir seperti tanah lembap dan sedimen. Begitu juga, sawah padi dijaga banjir semasa musim yang semakin meningkat, dan persekitaran yang kaya nutrien yang dihasilkan oleh akar beras menyokong pertumbuhan bakteria dan pengeluaran metilmerkury.

Model sawah kami menyerupai bagaimana bentuk merkuri berubah, berkumpul dan ditukar kepada methylmercury di pelbagai bahagian ekosistem, termasuk di dalam air, tanah dan tanaman padi.

Dalam model kami, merkuri memasuki air yang dibanjiri melalui proses pemendapan dan pengairan, dan kemudian bergerak di antara air, tanah dan tumbuh-tumbuhan. Setelah memulakan dan menentukur model, kami menjalankannya untuk jangka masa lima bulan dari penanaman anak benih kepada penuaian padi dan membandingkan keputusan kami untuk pengukuran merkuri dalam beras dari China. Kami juga menjalankan simulasi yang berbeza dengan pemendapan atmosfera dan kepekatan merkuri tanah yang berbeza.

Walaupun kesederhanaannya, model kami dapat menghasilkan semula bagaimana kepekatan methylmercury beras berbeza di seluruh wilayah China yang berlainan. Model kami dapat menilai dengan tepat bagaimana kepekatan merkuri tanah yang lebih tinggi membawa kepada kepekatan tinggi dalam beras.

Tetapi tanah itu bukan seluruh cerita. Merkuri dari air - yang boleh datang dari air banjir di sawah atau air yang dipegang di dalam tanah - juga boleh mempengaruhi kepekatan beras. Berapa banyak bergantung kepada kadar relatif proses berbeza dalam tanah dan air. Di bawah beberapa keadaan, sebahagian daripada merkuri dalam beras boleh datang dari merkuri di atmosfer, apabila merkuri didepositkan ke padi beras. Ini menunjukkan bahawa perubahan pelepasan merkuri boleh menjejaskan kepekatan beras.

Pelepasan masa depan boleh mempengaruhi beras

Bagaimanakah kadar merkuri dalam perubahan beras pada masa akan datang?

Kami mengkaji senario pelepasan yang tinggi, yang tidak mengambil sebarang dasar baru untuk mengawal pelepasan merkuri oleh 2050, dan senario pelepasan yang rendah, di mana China menggunakan loji janakuasa arang batu dan arang batu yang kurang mempunyai kawalan pelepasan merkuri. Kepekatan methylmercury beras Median Cina meningkat sebanyak 13 dalam senario yang tinggi dan menurun dengan peratus 18 di bawah senario yang rendah. Kawasan di mana methylmercury beras merosot yang paling di bawah kawalan dasar yang ketat berada di tengah China, di mana pengeluaran beras tinggi dan beras merupakan sumber pendedahan methylmercury yang penting.

Menguruskan konsentrasi merkuri dalam beras itu memerlukan pendekatan bersepadu, menangani kedua-dua pemendapan dan pencemaran tanah dan air. Memahami keadaan tempatan juga penting: Faktor alam sekitar lain yang tidak ditangkap oleh model kami, seperti keasidan tanah, juga boleh mempengaruhi pengeluaran methylmercury dan pengumpulan beras.

Strategi pengeluaran beras yang berbeza juga dapat membantu - sebagai contoh, kitaran pembasuhan dan pengeringan berselang-seli dalam penanaman padi boleh mengurangkan penggunaan air dan pelepasan metana serta kepekatan methylmercury beras.

Senario kami mungkin meremehkan potensi manfaat kesihatan Minamata Convention Konvensyen di China, yang merupakan satu pihak kepada Konvensyen tersebut. Kami termasuk dalam senario kita hanya perubahan dalam pelepasan udara daripada penjanaan kuasa, sementara Konvensyen mengawal pelepasan dari sektor lain, melarang perlombongan merkuri dan alamat tapak tercemar dan keluaran tanah dan air.

Mengurangkan merkuri juga boleh memberi manfaat kepada negara-negara penghasil beras yang lain, tetapi pada masa ini, terdapat beberapa data yang ada di luar China. Walau bagaimanapun, penyelidikan kami menunjukkan bahawa masalah merkuri bukan hanya cerita ikan - dan usaha dasar sememangnya dapat membuat perbezaan.

Mengenai Pengarang

Noelle Eckley Selin, Profesor Madya Data, Sistem, dan Persatuan dan Kimia Atmosfera, Institut Teknologi Massachusetts dan Sae Yun Kwon, Penolong Profesor di Bahagian Sains & Kejuruteraan Alam Sekitar, Universiti Sains dan Teknologi Pohang

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon