Ртуть попадает на рис через местную промышленную деятельность и через сжигание угля. Дэвид Ву, CC BY-ND

Загрязнение ртутью является проблемой, обычно связанной с потреблением рыбы. Беременным женщинам и детям во многих частях мира рекомендуется употреблять рыбу с низким содержанием ртути в целях защиты от неблагоприятного воздействия на здоровье, включая неврологические повреждения, вызванные особенно токсичной формой ртути, метилртути.

Но некоторые люди в Китае, крупнейшем в мире ртутном эмитенте, подвергаются воздействию большего количества метилртути из риса, чем рыбы. В Недавнее исследование, мы исследовали масштабы этой проблемы и в каком направлении она могла идти в будущем.

Мы обнаружили, что будущая траектория выбросов в Китае может оказать измеримое влияние на рисовую метилртуть в стране. Это имеет важные последствия не только в Китае, но и в Азии, где использование угля увеличивается и рис является основным продуктом питания. Это также актуально, поскольку страны во всем мире осуществляют Конвенцией Минамата, глобальный договор о защите здоровья человека и окружающей среды от ртути.

Почему ртути проблема в рисе?

Измерения метилртути в рисе в Китае с ранних 2000 были в районах, где добыча ртути и другие виды промышленной деятельности приводили к высоким уровням ртути в почве, которые затем обрабатывались рисовыми заводами. Однако более поздние исследования показали, что метилртуть в рисе также возвышается в других районах Китая, Это говорит о том, что переносимая по воздуху ртуть, испускаемая такими источниками, как угольные электростанции и последующее расселение на суше, также может быть фактором.

Чтобы лучше понять процесс накопления метилртути в рисе путем осаждения, то есть ртути, происходящей из воздуха, который дождей или оседает на землю, мы построили компьютерную модель для анализа относительной важности почвенных и атмосферных источников рисового метилртути. Затем мы спроектировали, как будущие концентрации метилртути могут меняться в разных сценариях выбросов.

Концентрации метилртути в рисе ниже, чем у рыб, но в центральном Китае люди потребляют гораздо больше риса, чем рыбу. Исследования подсчитали, что жители районов с загрязненной ртутью почвой потребляют больше метилртути чем эталонная доза US EPA для метилграмм ртути 0.1 на килограмм массы тела в день, уровень, установленный для защиты от неблагоприятных последствий для здоровья, таких как снижение IQ. Недавние данные свидетельствуют о том, что другие нейродеструктивные воздействия метилртути может происходить на уровнях ниже эталонной дозы, Тем не менее, немногие исследования в области здравоохранения изучили влияние воздействия метилртути на потребителей риса.

Чтобы определить потенциальный масштаб проблемы, мы сравнили районы в Китае, где ожидается, что осаждение ртути будет высоким на основе моделей ртути, с картами производства риса. Мы обнаружили, что провинции с высоким содержанием ртути также дают значительное количество риса. Семь провинций в центральном Китае (Хэнань, Аньхой, Цзянси, Хунань, Гуйчжоу, Чунцин и Хубэй) составляют 48 процент китайского производства риса и почти вдвое превышают атмосферное осаждение ртути, как и остальная часть Китая.

Мы подсчитали, что осаждение ртути может увеличиться почти на 90 процентов или уменьшиться на 60 процентов 2050, в зависимости от будущей политики и технологий.

Наш подход к моделированию

Чтобы понять, как ртуть из атмосферы может быть включена в рис в качестве метилртути, мы построили модель для моделирования ртути в рисовых полях. Метилртуть производится в окружающей среде биологической активностью - в частности, бактериями. Часто это происходит в затопленных средах, таких как водно-болотные угодья и отложения. Аналогичным образом, рисовые пастуды остаются затопленными в течение вегетационного периода, а богатая питательными веществами среда, созданная корнями риса, поддерживает как рост бактерий, так и производство метилртути.

Наша рисовая рисовая модель моделирует, как ртуть меняет форму, накапливается и превращается в метилртуть в разных частях экосистемы, в том числе в воде, почве и рисовых растениях.

В нашей модели ртуть попадает в постоянную затопленную воду через процессы осаждения и орошения, а затем перемещается между водой, почвой и растениями. После инициализации и калибровки модели мы использовали ее для типичной пятимесячной продолжительности от посадки саженцев до сбора урожая риса и сравнили наши результаты с измерениями ртути в рисе из Китая. Мы также проводили различные моделирование с различной степенью осаждения атмосферы и концентрациями ртути в почве.

Несмотря на свою простоту, наша модель смогла воспроизвести, как концентрация метилртути в рисе варьируется в разных китайских провинциях. Наша модель смогла точно отразить, как более высокие концентрации ртути в почве привели к более высоким концентрациям в рисе.

Но почва не была всей историей. Ртуть из воды, которая может поступать из затопленной воды в рисовых полях или в воде, удерживаемой в почве, также может влиять на концентрации в рисе. Сколько зависит от относительных скоростей различных процессов в почве и воде. При некоторых условиях часть ртути в рисе может поступать из ртути в атмосфере, как только эта ртуть будет отложена на рисовый рис. Это предполагает, что изменение выбросов ртути может потенциально повлиять на концентрацию в рисе.

Будущие выбросы могут влиять на рис

Как изменится уровень ртути в рисе в будущем?

Мы рассмотрели сценарий с высокой эмиссией, который не предполагает новой политики контроля выбросов ртути с помощью 2050, а сценарий с низким уровнем выбросов, в котором Китай использует меньше угольных и угольных электростанций, разработал меры по контролю за выбросами ртути. Концентрация медианских китайских миксеров ртути увеличилась на 13 процентов в сценарии с высоким сценарием и уменьшилась на 18 процентов по низкому сценарию. Регионы, в которых рис метилртути сокращались наиболее строго под строгим контролем политики, были в центральном Китае, где производство риса высок, а рис является важным источником воздействия метилртути.

Поэтому управление концентрациями ртути в рисе требует комплексного подхода, касающегося как осаждения, так и загрязнения почвы и воды. Важное значение имеет также понимание местных условий: другие факторы окружающей среды, не охваченные нашей моделью, такие как кислотность почвы, также могут влиять на производство и накопление метилртути на рис.

Различные стратегии производства риса также могут помочь, например, чередование циклов смачивания и сушки при выращивании риса может сократить потребление воды и выбросы метана, а также концентрации метилметакрилата в рисе.

Наши сценарии, вероятно, недооценивают потенциальную польза для здоровья от контроля над Конвенцией по Минамате в Китае, которая является участницей Конвенции. Мы включаем в наши сценарии только изменения в выбросах в атмосферу от выработки электроэнергии, в то время как Конвенция контролирует выбросы из других секторов, запрещает добычу ртути и обращается к загрязненным участкам, а также к выбросам в атмосферу земли и воды.

Сокращение ртути также может быть выгодным для других стран-производителей риса, но в настоящее время существует немного данных за пределами Китая, Однако наши исследования показывают, что проблема ртути - это не просто рыбная история, и что политические усилия действительно могут иметь значение.

Об авторах

Ноэль Экли Селин, адъюнкт-профессор данных, систем и общества и химии атмосферы, Массачусетский технологический институт и Сэ Юн Квон, доцент отдела экологических наук и инженерии, Пхохан университета науки и технологий

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon