Климатические изменения повышают содержание мышьяка в рисе, угрожая здоровью миллионов / Статья
Крупномасштабное исследование, проведенное с использованием технологии Free-Air CO2 Enrichment (FACE) в Китае, показало, что прогнозируемые изменения климата synergistically усиливают накопление мышьяка в рисе, выращиваемом на залитых водой полях. Сочетанное воздействие повышенной температуры и углекислого газа оказало более сильный эффект, чем каждый из этих факторов по отдельности.
Синергетический эффект тепла и CO₂
Ученые в течение нескольких лет моделировали различные климатические сценарии: текущие условия (Ambient), повышенный уровень CO₂ (+200 ppm), повышенную температуру (+2°C) и комбинацию этих факторов (+200 ppm CO₂ и +2°C). Результаты показали, что именно сочетание высокой температуры и CO₂ вызывает наибольший рост концентрации как общего, так и неорганического мышьяка в коричневом (нешлифованном) рисе.
«Совместное повышение CO₂ и температуры привело к синергетическому росту содержания неорганического мышьяка в рисовом зерне. Наблюдаемое увеличение, вероятно, связано с изменениями в почвенной биогеохимии, которые благоприятствовали восстановленным видам мышьяка», — отмечается в выводах исследования.
Повышение только уровня CO₂ не оказало статистически значимого эффекта, в то время как только повышение температуры значительно увеличивало концентрации мышьяка.
Почвенные механизмы и здоровье человека
Исследователи также изучили изменения в почве. Оказалось, что сочетание повышенных температуры и CO₂ делало почвенную среду более восстановительной (снижало редокс-потенциал) и увеличивало количество микробных генов, ответственных за восстановление и метилирование мышьяка. Это повышает подвижность и биодоступность токсичного элемента для растений.
На основе этих данных была построена модель для оценки рисков для здоровья населения семи ведущих рисоводческих стран Азии (Бангладеш, Китай, Индия, Индонезия, Мьянма, Филиппины, Вьетнам) к 2050 году. Моделирование включало расчет дозового воздействия неорганического мышьяка и оценку дополнительных случаев онкологических и неонкологических заболеваний.
«Смоделированное потребление риса в этих условиях привело к прогнозируемому увеличению воздействия неорганического мышьяка и рисков для здоровья на протяжении жизни для нескольких азиатских стран к 2050 году», — предупреждают авторы работы.
Согласно результатам моделирования, среднее воздействие неорганического мышьяка через потребление риса вырастет на 44% в сценарии с повышенными CO₂ и температурой по сравнению с текущими условиями. Это приведет к пропорциональному увеличению прогнозируемого количества случаев рака легкого и мочевого пузыря.
- В одном только Китае количество случаев рака, связанных с воздействием мышьяка через рис, может увеличиться с 13,4 миллиона (при текущих условиях) до 19,3 миллиона.
- Наибольшее воздействие на душу населения ожидается во Вьетнаме и Индонезии.
- Риски неканцерогенных эффектов, таких как ишемическая болезнь сердца, диабет и нарушения нейроразвития, также значительно возрастут, при этом коэффициенты опасности (HQ) превысят допустимый уровень во всех проанализированных странах и сценариях.
Необходимость безотлагательных действий
Исследование подчеркивает, что воздействие неорганического мышьяка и связанные с этим последствия для здоровья могут возрасти в рисовых зернах, выращенных в затопленных системах, в условиях прогнозируемого климата середины века. Текущая оценка подтверждает настоятельную необходимость смягчения воздействия мышьяка через рис в условиях приближающихся климатических изменений.
«Это, насколько нам известно, первое полевое исследование, показывающее, что одновременное повышение температуры и CO₂ в совокупности увеличивает концентрацию мышьяка в рисе, выращиваемом на заливных полях. Наши выводы имеют важные последствия для выращивания и потребления риса», — заключают авторы.
Исследование было поддержано рядом национальных научных фондов Китая. Его авторы заявляют, что финансирующие организации не играли роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных или решении о публикации.