El mercurio ingresa al arroz a través de actividades industriales locales y mediante la quema de carbón. David Woo, CC BY-ND
La contaminación por mercurio es un problema generalmente asociado con el consumo de pescado. Se recomienda a las mujeres y niños embarazadas en muchas partes del mundo que consuman pescado con bajo contenido de mercurio para protegerse contra los efectos adversos para la salud, incluidos los daños neurológicos, que plantea una forma particularmente tóxica de mercurio, el metilmercurio.
Pero algunas personas en China, el mayor emisor de mercurio del mundo, están expuestas a más metilmercurio a partir del arroz que a pescado. en un estudio reciente, exploramos el alcance de este problema y qué dirección podría tomar en el futuro.
Descubrimos que la trayectoria de las emisiones futuras de China puede tener una influencia mensurable en el metilmercurio del arroz del país. Esto tiene implicaciones importantes no solo en China sino en toda Asia, donde el uso del carbón está aumentando y el arroz es un alimento básico. También es relevante a medida que los países de todo el mundo implementan Convención de Minamata, un tratado global para proteger la salud humana y el medio ambiente del mercurio.
¿Por qué el mercurio es un problema en el arroz?
Las mediciones de metilmercurio en el arroz en China desde principios de 2000 se realizaron en áreas donde la extracción de mercurio y otras actividades industriales condujeron a altos niveles de mercurio en el suelo que luego fueron absorbidos por las plantas de arroz. La investigación más reciente, sin embargo, ha demostrado que el metilmercurio en el arroz también se eleva en otras áreas de China. Esto sugiere que el mercurio en el aire, emitido por fuentes como las centrales eléctricas a carbón y que posteriormente se asientan en la tierra, también podría ser un factor.
Para comprender mejor el proceso de acumulación de metilmercurio en el arroz mediante deposición, es decir, mercurio procedente del aire que llueve o se asienta en la tierra, construimos un modelo informático para analizar la importancia relativa del suelo y las fuentes atmosféricas de metilmercurio en el arroz. Luego, proyectamos cómo las concentraciones futuras de metilmercurio podrían cambiar en diferentes escenarios de emisiones.
Las concentraciones de metilmercurio en el arroz son más bajas que las del pescado, pero en el centro de China la gente come mucho más arroz que el pescado. Los estudios han calculado que los residentes en áreas con suelos contaminados con mercurio consumen más metilmercurio que la dosis de referencia de la EPA de 0.1 microgramos de metilmercurio por kilogramo de peso corporal por día, un nivel establecido para proteger contra los resultados adversos para la salud, como la disminución del cociente intelectual. Datos recientes sugieren que otros impactos del neurodesarrollo del metilmercurio puede ocurrir a niveles por debajo de la dosis de referencia. Pocos estudios de salud, sin embargo, han examinado los impactos de la exposición al metilmercurio a los consumidores de arroz específicamente.
Para identificar el alcance potencial del problema, comparamos las áreas en China donde se espera que la deposición de mercurio sea alta en base a los modelos de mercurio, con mapas de producción de arroz. Descubrimos que las provincias con alto contenido de mercurio también producen cantidades sustanciales de arroz. Siete provincias del centro de China (Henan, Anhui, Jiangxi, Hunan, Guizhou, Chongqing y Hubei) representan el 48 por ciento de la producción de arroz chino y reciben casi el doble de la deposición atmosférica de mercurio que el resto de China.
Calculamos que la deposición de mercurio podría aumentar casi 90 por ciento o disminuir en 60 por ciento con 2050, dependiendo de las políticas y tecnologías futuras.
Nuestro enfoque de modelado
Para entender cómo el mercurio de la atmósfera podría ser incorporado al arroz como metilmercurio, construimos un modelo para simular el mercurio en los arrozales. El metilmercurio se produce en el medio ambiente por la actividad biológica, específicamente por las bacterias. A menudo, esto ocurre en entornos inundados, como humedales y sedimentos. De manera similar, los arrozales se mantienen inundados durante la temporada de crecimiento, y el ambiente rico en nutrientes creado por las raíces de arroz respalda tanto el crecimiento bacteriano como la producción de metilmercurio.
Nuestro modelo de arroz arrocero simula cómo se forman, acumulan y convierten los mercurios en metilmercurio en diferentes partes del ecosistema, incluso en el agua, el suelo y las plantas de arroz.
En nuestro modelo, el mercurio ingresa al agua inundada permanente a través de los procesos de deposición y riego, y luego se mueve entre el agua, el suelo y las plantas. Después de inicializar y calibrar el modelo, lo realizamos durante la duración típica de cinco meses desde la plantación de plántulas hasta la cosecha de arroz y comparamos nuestros resultados con las mediciones de mercurio en el arroz de China. También realizamos diferentes simulaciones con diferentes niveles de deposición atmosférica y concentraciones de mercurio en el suelo.
A pesar de su simplicidad, nuestro modelo fue capaz de reproducir cómo las concentraciones de metilmercurio en el arroz varían en las diferentes provincias chinas. Nuestro modelo pudo reflejar con precisión cómo las concentraciones más altas de mercurio en el suelo condujeron a concentraciones más altas en el arroz.
Pero el suelo no era toda la historia. El mercurio del agua, que puede provenir del agua inundada en los arrozales o del agua contenida en el suelo, también puede influir en las concentraciones en el arroz. Cuánto depende de las tasas relativas de diferentes procesos dentro del suelo y el agua. Bajo ciertas condiciones, una porción del mercurio en el arroz puede provenir del mercurio en la atmósfera, una vez que el mercurio se deposita en el arrozal. Esto sugirió que cambiar las emisiones de mercurio podría afectar las concentraciones en el arroz.
Las emisiones futuras pueden influir en el arroz
¿Cómo cambiarán las tasas de mercurio en el arroz en el futuro?
Examinamos un escenario de altas emisiones, que asume que no hay nuevas políticas para controlar las emisiones de mercurio de 2050, y un escenario de bajas emisiones, donde China utiliza menos carbón y las centrales eléctricas de carbón tienen controles avanzados de emisión de mercurio. Las concentraciones medias de metilmercurio en el arroz chino aumentaron en 13 por ciento en el escenario alto y disminuyeron en 18 por ciento en el escenario bajo. Las regiones donde el metilmercurio de arroz disminuyó más bajo estrictos controles de política se registraron en el centro de China, donde la producción de arroz es alta y el arroz es una fuente importante de exposición al metilmercurio.
Por lo tanto, la gestión de las concentraciones de mercurio en el arroz requiere un enfoque integrado, que aborde tanto la deposición como la contaminación del suelo y el agua. Entender las condiciones locales también es importante: otros factores ambientales no capturados por nuestro modelo, como la acidez del suelo, también pueden influir en la producción y acumulación de metilmercurio en el arroz.
Las diferentes estrategias de producción de arroz también pueden ayudar, por ejemplo, alternando ciclos de humectación y secado en el cultivo de arroz puede reducir el consumo de agua y las emisiones de metano, así como las concentraciones de metilmercurio en el arroz.
Es probable que nuestros escenarios subestimen los posibles beneficios para la salud de los controles de la Convención de Minamata en China, que es parte en la Convención. Incluimos en nuestros escenarios solo los cambios en las emisiones atmosféricas de la generación de energía, mientras que la Convención controla las emisiones de otros sectores, prohíbe la extracción de mercurio y aborda los sitios contaminados y las emisiones de tierras y aguas.
La reducción del mercurio también podría ser beneficiosa para otros países productores de arroz, pero en la actualidad hay pocos datos disponibles fuera de China. Sin embargo, nuestra investigación sugiere que el problema del mercurio no es solo una historia de peces, y que los esfuerzos en materia de políticas sí pueden marcar la diferencia.
La reducción del mercurio también podría ser beneficiosa para otros países productores de arroz, pero en la actualidad hay Acerca de los Autores
Noelle Eckley Selin, Profesora Asociada de Datos, Sistemas y Sociedad y Química Atmosférica, MIT y Sae Yun Kwon, profesor asistente de la División de Ciencias e Ingeniería Ambientales, Universidad Pohang de Ciencia y Tecnología
Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.
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