Merkuri memasuki beras melalui aktivitas industri lokal dan melalui pembakaran batu bara. David Woo, CC BY-ND

Pencemaran merkuri adalah masalah yang biasanya terkait dengan konsumsi ikan. Wanita hamil dan anak-anak di banyak bagian dunia disarankan untuk makan ikan rendah merkuri untuk melindungi terhadap dampak kesehatan yang merugikan, termasuk kerusakan saraf, yang ditimbulkan oleh bentuk merkuri yang sangat toksik, methylmercury.

Tetapi beberapa orang di Cina, penghasil merkuri terbesar di dunia, terpapar lebih banyak methylmercury dari beras daripada mereka berasal dari ikan. Di sebuah Studi terbaru, kami mengeksplorasi sejauh mana masalah ini dan arah mana yang bisa terjadi di masa depan.

Kami menemukan bahwa lintasan emisi masa depan Cina dapat memiliki pengaruh terukur pada metilmerkuri beras di negara itu. Ini memiliki implikasi penting tidak hanya di Cina tetapi di seluruh Asia, di mana penggunaan batubara meningkat dan beras adalah makanan pokok. Ini juga relevan karena negara-negara di seluruh dunia menerapkan Minamata Convention, perjanjian global untuk melindungi kesehatan manusia dan lingkungan dari merkuri.

Mengapa merkuri menjadi masalah dalam beras?

Pengukuran methylmercury dalam beras di Cina dari 2000s awal berada di daerah di mana penambangan merkuri dan kegiatan industri lainnya menyebabkan tingkat merkuri yang tinggi di tanah yang kemudian diambil oleh tanaman padi. Penelitian yang lebih baru, bagaimanapun, telah menunjukkan hal itu methylmercury dalam beras juga meningkat di daerah lain di Cina. Hal ini menunjukkan bahwa merkuri udara - yang dipancarkan oleh sumber-sumber seperti pembangkit listrik berbahan bakar batu bara dan kemudian menetap di darat - mungkin juga menjadi faktor.

Untuk lebih memahami proses akumulasi methylmercury di beras melalui pengendapan - yaitu, merkuri yang berasal dari udara yang hujan atau mengendap ke tanah - kami membangun model komputer untuk menganalisis kepentingan relatif tanah dan sumber atmosfer metilmerkuri beras. Kemudian kami memproyeksikan bagaimana konsentrasi methylmercury masa depan dapat berubah di bawah skenario emisi yang berbeda.

Konsentrasi methylmercury dalam beras lebih rendah dari pada ikan, tetapi, di Cina bagian tengah, orang lebih banyak makan nasi daripada ikan. Studi telah menghitungnya penduduk di daerah dengan tanah yang terkontaminasi merkuri mengkonsumsi lebih banyak methylmercury dari dosis referensi EPA AS 0.1 mikrogram methylmercury per kilogram berat badan per hari, tingkat yang ditetapkan untuk melindungi terhadap hasil kesehatan yang merugikan seperti penurunan IQ. Data terbaru menunjukkan bahwa dampak perkembangan saraf lainnya dari methylmercury mungkin terjadi pada tingkat di bawah dosis referensi. Beberapa studi kesehatan, bagaimanapun, telah meneliti dampak paparan methylmercury kepada konsumen beras secara khusus.

Untuk mengidentifikasi potensi lingkup masalah, kami membandingkan daerah-daerah di China di mana endapan merkuri diperkirakan akan tinggi berdasarkan model merkuri, dengan peta produksi beras. Kami menemukan bahwa provinsi dengan deposisi merkuri tinggi juga menghasilkan beras dalam jumlah besar. Tujuh provinsi di Cina bagian tengah (Henan, Anhui, Jiangxi, Hunan, Guizhou, Chongqing dan Hubei) menyumbang 48 persen dari produksi beras Cina dan menerima hampir dua kali lipat deposisi merkuri atmosfer sebagai sisa Cina.

Kami menghitung bahwa deposisi merkuri dapat meningkatkan hampir 90 persen atau menurunkan 60 persen oleh 2050, tergantung pada kebijakan dan teknologi masa depan.

Pendekatan pemodelan kami

Untuk memahami bagaimana merkuri dari atmosfer dapat dimasukkan ke dalam beras sebagai methylmercury, kami membangun sebuah model untuk mensimulasikan merkuri di sawah. Methylmercury diproduksi di lingkungan oleh aktivitas biologis - khususnya, oleh bakteri. Seringkali, ini terjadi di lingkungan banjir seperti lahan basah dan sedimen. Demikian pula, sawah dibanjiri selama musim tanam, dan lingkungan kaya nutrisi yang diciptakan oleh akar padi mendukung pertumbuhan bakteri dan produksi methylmercury.

Model padi kami mensimulasikan bagaimana merkuri berubah bentuk, berakumulasi dan berubah menjadi methylmercury di berbagai bagian ekosistem, termasuk di air, tanah dan tanaman padi.

Dalam model kami, merkuri memasuki genangan air yang membanjiri melalui proses pengendapan dan irigasi, dan kemudian bergerak di antara air, tanah dan tanaman. Setelah menginisialisasi dan mengkalibrasi model, kami menjalankannya selama durasi lima bulan dari penanaman bibit ke panen padi dan membandingkan hasil kami dengan pengukuran merkuri dalam beras dari China. Kami juga melakukan simulasi yang berbeda dengan berbagai deposisi atmosfer dan konsentrasi merkuri tanah.

Meskipun kesederhanaannya, model kami mampu mereproduksi bagaimana konsentrasi metilmerkuri beras bervariasi di berbagai provinsi Cina. Model kami dapat secara akurat mencerminkan bagaimana konsentrasi merkuri tanah yang lebih tinggi menyebabkan konsentrasi yang lebih tinggi dalam beras.

Tetapi tanah bukanlah keseluruhan cerita. Merkuri dari air - yang dapat berasal dari air yang tergenang di sawah atau air yang ada di tanah - juga dapat mempengaruhi konsentrasi dalam beras. Berapa banyak tergantung pada tingkat relatif dari proses yang berbeda dalam tanah dan air. Dalam beberapa kondisi, sebagian dari merkuri dalam beras dapat berasal dari merkuri di atmosfer, setelah merkuri tersebut diendapkan ke sawah. Ini menunjukkan bahwa perubahan emisi merkuri berpotensi mempengaruhi konsentrasi dalam beras.

Emisi masa depan dapat mempengaruhi beras

Bagaimana tingkat merkuri dalam beras akan berubah di masa depan?

Kami memeriksa skenario emisi tinggi, yang tidak mengasumsikan kebijakan baru untuk mengendalikan emisi merkuri oleh 2050, dan skenario emisi rendah, di mana Cina menggunakan lebih sedikit pembangkit listrik tenaga batubara dan batubara memiliki kontrol emisi merkuri yang maju. Konsentrasi metilmerkuri beras Cina median meningkat 13 persen dalam skenario tinggi dan menurun 18 persen di bawah skenario rendah. Daerah di mana metilmerkuri beras menurun paling banyak di bawah kontrol kebijakan ketat di Cina tengah, di mana produksi beras tinggi dan beras merupakan sumber penting paparan methylmercury.

Mengelola konsentrasi merkuri dalam beras memerlukan pendekatan terpadu, mengatasi deposisi dan kontaminasi tanah dan air. Memahami kondisi lokal juga penting: Faktor lingkungan lain yang tidak tertangkap oleh model kami, seperti keasaman tanah, juga dapat mempengaruhi produksi methylmercury dan akumulasi ke beras.

Strategi produksi padi yang berbeda juga dapat membantu - misalnya, bergantian membasahi dan mengeringkan siklus dalam budidaya padi dapat mengurangi konsumsi air dan emisi metana serta konsentrasi metilmerkuri beras.

Skenario kami mungkin meremehkan manfaat kesehatan potensial dari kontrol Konvensi Minamata di Tiongkok, yang merupakan bagian dari Konvensi. Kami memasukkan dalam skenario kami hanya perubahan dalam emisi udara dari pembangkit listrik, sementara Konvensi mengontrol emisi dari sektor lain, melarang penambangan merkuri dan membahas lokasi yang terkontaminasi dan rilis tanah dan air.

Mengurangi merkuri juga dapat bermanfaat bagi negara-negara penghasil beras lainnya, tetapi saat ini, ada beberapa data tersedia di luar China. Namun, penelitian kami menunjukkan bahwa masalah merkuri bukan hanya kisah ikan - dan bahwa upaya kebijakan memang dapat membuat perbedaan.

Tentang Penulis

Noelle Eckley Selin, Associate Professor Data, Sistem, dan Masyarakat dan Kimia Atmosfer, Massachusetts Institute of Technology dan Sae Yun Kwon, Asisten Profesor di Divisi Ilmu & Teknik Lingkungan, Pohang Universitas Sains dan Teknologi

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon