Kwik komt rijst binnen via lokale industriële activiteiten en door het verbranden van kolen. David Woo, CC BY-SA

Kwikvervuiling is een probleem dat gewoonlijk wordt geassocieerd met visconsumptie. Zwangere vrouwen en kinderen in vele delen van de wereld wordt geadviseerd om kwikarme vissen te eten om te beschermen tegen de nadelige gezondheidseffecten, inclusief neurologische schade, veroorzaakt door een bijzonder giftige vorm van kwik, methylkwik.

Maar sommige mensen in China, 's werelds grootste kwikstraler, worden blootgesteld aan meer methylkwik uit rijst dan uit vis. In een recente studie, we onderzochten de omvang van dit probleem en welke richting het in de toekomst zou kunnen gaan.

We hebben vastgesteld dat het toekomstige emissietraject van China een meetbare invloed kan hebben op de rijstmethylkwik van het land. Dit heeft belangrijke implicaties, niet alleen in China, maar in Azië, waar het gebruik van steenkool neemt toe en rijst is een hoofdvoedsel. Het is ook relevant omdat landen overal ter wereld het Minamata Convention, een wereldwijd verdrag ter bescherming van de menselijke gezondheid en het milieu tegen kwik.

Waarom is kwik een probleem in rijst?

Metingen van methylkwik in rijst in China van de vroege 2000s waren in gebieden waar kwikmijnbouw en andere industriële activiteiten leidden tot hoge kwikgehaltes in de bodem, die vervolgens werden opgenomen door rijstplanten. Meer recent onderzoek heeft echter aangetoond dat methylkwik in rijst is ook verhoogd in andere delen van China. Dit suggereert dat kwik in de lucht - uitgezonden door bronnen zoals kolengestookte elektriciteitscentrales en vervolgens op het land terechtkomen - mogelijk ook een rol speelt.

Om het proces van methylkwikaccumulatie in rijst door depositie beter te begrijpen, dat wil zeggen kwik uit de lucht die regent of zich vestigt op het land, construeerden we een computermodel om het relatieve belang van bodem en atmosferische bronnen van rijstmethylkwik te analyseren. Vervolgens hebben we geprojecteerd hoe toekomstige methylkwikconcentraties zouden kunnen veranderen onder verschillende emissiescenario's.

Concentraties van methylkwik in rijst zijn lager dan die in vis, maar in centraal China eten mensen veel meer rijst dan vis. Studies hebben dat berekend bewoners in gebieden met met kwik besmette grond verbruiken meer methylkwik dan de referentiedosis van de US EPA van 0.1 microgram methylkwik per kilogram lichaamsgewicht per dag, een niveau dat is ingesteld om te beschermen tegen nadelige gezondheidsresultaten, zoals een verlaagd IQ. Recente gegevens suggereren dat andere neurologische effecten van methylkwik kan optreden op niveaus lager dan de referentiedosis. Weinig gezondheidsstudies hebben echter de effecten van blootstelling aan methylkwik aan rijstconsumenten specifiek onderzocht.

Om de potentiële omvang van het probleem te identificeren, vergeleken we de gebieden in China waar de depositie van kwik naar verwachting hoog zal zijn op basis van kwikmodellen, met kaarten van rijstproductie. We ontdekten dat provincies met een hoge kwikafzetting ook aanzienlijke hoeveelheden rijst produceren. Zeven provincies in centraal China (Henan, Anhui, Jiangxi, Hunan, Guizhou, Chongqing en Hubei) zijn goed voor 48 procent van de Chinese rijstproductie en ontvangen bijna het dubbele van de atmosferische kwikdepositie als de rest van China.

We berekenden dat kwikafzetting bijna 90 procent zou kunnen toenemen of met 60 procent zou kunnen worden verlaagd door 2050, afhankelijk van toekomstig beleid en technologieën.

Onze modelleringsaanpak

Om te begrijpen hoe kwik uit de atmosfeer als methylkwik in rijst kan worden verwerkt, hebben we een model gebouwd om kwik in rijstvelden te simuleren. Methylkwik wordt in de omgeving geproduceerd door biologische activiteit, met name door bacteriën. Dit gebeurt vaak in overstroomde omgevingen zoals wetlands en sedimenten. Op dezelfde manier worden rijstvelden overstroomd tijdens het groeiseizoen, en de voedselrijke omgeving gecreëerd door rijstwortels ondersteunt zowel de bacteriegroei als methylkwikproductie.

Ons rijstpadiemodel simuleert hoe kwik verandert van vorm, zich ophoopt en omzet in methylkwik in verschillende delen van het ecosysteem, inclusief in het water, de bodem en de rijstplanten.

In ons model komt kwik in het staande, overstroomde water via depositie- en irrigatieprocessen en beweegt dan tussen water, bodem en planten. Nadat we het model hadden geïnitialiseerd en gekalibreerd, hebben we het model gedurende de typische vijfmaandelijkse duur van het planten van zaailingen tot rijstoogst uitgevoerd en onze resultaten vergeleken met metingen van kwik in rijst uit China. We hebben ook verschillende simulaties uitgevoerd met variërende atmosferische depositie en kwikconcentraties in de bodem.

Ondanks zijn eenvoud kon ons model reproduceren hoe rijstmethylkwikconcentraties variëren in verschillende Chinese provincies. Ons model kon nauwkeurig weergeven hoe hogere kwikconcentraties in de bodem leidden tot hogere concentraties in rijst.

Maar de grond was niet het hele verhaal. Kwik uit water - dat afkomstig kan zijn van het overstroomde water in rijstvelden of het water in de bodem - kan ook de concentraties in rijst beïnvloeden. Hoeveel hangt af van de relatieve snelheid van verschillende processen in bodem en water. Onder bepaalde omstandigheden kan een deel van het kwik in rijst afkomstig zijn van het kwik in de atmosfeer, zodra dat kwik op het rijstveld is afgezet. Dit suggereerde dat het veranderen van de uitstoot van kwik mogelijk de concentraties in rijst zou kunnen beïnvloeden.

Toekomstige emissies kunnen invloed hebben op rijst

Hoe zullen de tarieven van kwik in rijst in de toekomst veranderen?

We onderzochten een scenario met hoge emissies, dat uitgaat van geen nieuw beleid voor het beheersen van kwikemissies door 2050, en een scenario met lage emissies, waarbij China minder steenkool en kolengestookte elektriciteitscentrales gebruikt, heeft geavanceerde kwikemissiecontroles. Mediane Chinese rijstmethylkwikconcentraties stegen met 13 procent in het hoge scenario en daalden met 18 procent onder het lage scenario. Regio's waar rijst methylmercury het meest onder strikte beleidscontroles daalde, waren in centraal China, waar de rijstproductie hoog is en rijst een belangrijke bron van blootstelling aan methylkwik is.

Het beheren van kwikconcentraties in rijst vereist dus een geïntegreerde aanpak, waarbij zowel depositie als bodem- en waterverontreiniging worden aangepakt. Het begrijpen van de lokale omstandigheden is ook belangrijk: andere milieufactoren die niet door ons model worden bepaald, zoals bodemzuurgraad, kunnen ook de productie van methylkwik en de accumulatie van rijst beïnvloeden.

Verschillende rijstproductiestrategieën kunnen ook helpen - bijvoorbeeld afwisselende bevochtigings- en droogcycli in de rijstteelt kan het waterverbruik en de methaanemissies alsook de methylkwikconcentraties in de rijst verminderen.

Onze scenario's onderschatten waarschijnlijk de potentiële gezondheidsvoordelen van de Minamata Convention-controles in China, dat partij is bij de Conventie. We nemen in onze scenario's alleen veranderingen in luchtemissies door elektriciteitsproductie op, terwijl de Conventie de emissies van andere sectoren controleert, kwikontginning verbiedt en adressen van vervuilde locaties en land- en waterafgiften behandelt.

Het verminderen van kwik zou ook gunstig kunnen zijn voor andere rijstproducerende landen, maar op dit moment zijn dat er wel Weinig gegevens beschikbaar buiten China. Ons onderzoek suggereert echter dat het probleem van kwik niet alleen een visverhaal is, en dat beleidsinspanningen inderdaad een verschil kunnen maken.

Over de Auteurs

Noelle Eckley Selin, universitair hoofddocent Data, Systems and Society and Atmospheric Chemistry, Massachusetts Institute of Technology en Sae Yun Kwon, universitair docent bij de afdeling Environmental Science & Engineering, Pohang University of Science and Technology

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon