Причины, по которым уровень токсичного вещества в рисе постоянно растет
Рис является основным продуктом питания для более чем половины населения мира. Его ежедневно потребляют больше людей, чем пшеницу или кукурузу. Поэтому недавние открытия вызывают серьезную озабоченность: по мере роста выбросов углерода и глобального потепления ожидается увеличение содержания мышьяка в рисе.
Проблема присутствия мышьяка в рисе известна уже давно. Почти весь рис содержит мышьяк - вредное химическое вещество, которое естественным образом присутствует в окружающей среде, накапливается в почве рисовых полей и проникает в зерна риса, выращенные там. Количество мышьяка в зернах риса может значительно варьироваться - от уровней ниже рекомендованных регуляторными органами до уровней, в несколько раз превышающих их.
Потребление даже небольших количеств неорганического мышьяка (типа мышьяка, присутствующего в различных сортах риса) через пищу или питьевую воду может привести к раку и ряду других проблем со здоровьем, таких как сердечно-сосудистые заболевания и диабет.
В рамках исследования, продолжавшегося 10 лет, ученые выращивали 28 различных сортов риса в четырех разных местах в Китае в экспериментальных условиях. Они обнаружили, что уровни мышьяка в рисе увеличиваются по мере роста концентрации углекислого газа в атмосфере и повышения температуры. Затем эпидемиологи выяснили, как при текущих уровнях потребления риса эти уровни мышьяка могут повлиять на здоровье человека. Они оценили, что соответствующее увеличение содержания мышьяка в рисе может привести к примерно 19,3 миллионам дополнительных случаев рака только в Китае.
"Неорганический мышьяк доказал свою канцерогенность в бесчисленных исследованиях, он оказывает негативное воздействие на здоровье легких, сердечно-сосудистую систему - и список можно продолжать," - говорит Льюис Зиска, профессор наук о здоровье окружающей среды в Колумбийском университете в Нью-Йорке, участвовавший в исследовании. "И два показателя изменения климата - рост углекислого газа и повышение температуры - приводят к увеличению его количества."
Как происходит этот процесс?
Проблема связана со способом выращивания примерно 75% мирового запаса риса - на затопленных водой полях. Рис может расти в воде, в отличие от сорняков. "Это дает рису большое преимущество перед сорняками, и поэтому нет необходимости в опрыскивании или прополке почвы на рисовых полях," - объясняет Зиска. "Но есть и недостаток - из-за затопления в почве отсутствует кислород".
В таких условиях анаэробные бактерии в почве используют мышьяк вместо кислорода для получения электронов во время дыхания. Эти бактерии способствуют реакциям с другими минералами в почве, которые делают мышьяк более биодоступным и легче усваиваемым корнями рисовых растений.
"Когда вы изменяете почву, снижая содержание кислорода, мышьяк становится доминирующим," - говорит Зиска. "Это изменяет микробиом почвы таким образом, что бактерии, предпочитающие мышьяк, становятся более распространенными."
И ситуация, по прогнозам Зиска и его коллег-исследователей, будет ухудшаться по мере повышения температуры и концентрации углекислого газа в атмосфере. "Маленькие бактерии в почве получают больше углерода. Они становятся теплее. И они становятся активнее," - говорит Зиска. "Это действительно синергетический эффект. Вы делаете эти маленькие бактерии счастливее с более теплыми температурами, но вы также даете им больше углерода, и они просто сходят с ума".