Outro problema com o carvão da China é o mercúrio no arroz

Outro problema com o carvão da China é o mercúrio no arroz
O mercúrio entra no arroz através de atividades industriais locais e através da queima do carvão.
David Woo, CC BY-ND

A poluição por mercúrio é um problema geralmente associado ao consumo de peixe. Mulheres grávidas e crianças em muitas partes do mundo são aconselhadas a comer peixe com baixo teor de mercúrio para proteger contra os impactos adversos à saúde, incluindo danos neurológicos, causados por uma forma particularmente tóxica de mercúrio, metilmercúrio.

Mas algumas pessoas na China, o maior emissor de mercúrio do mundo, estão expostas a mais metilmercúrio do que a peixe. Em um estudo recente, exploramos a extensão desse problema e em qual direção ele poderia ir no futuro.

Descobrimos que a futura trajetória das emissões da China pode ter uma influência mensurável no metilmercúrio do arroz do país. Isso tem implicações importantes não apenas na China, mas na Ásia, onde o uso de carvão está aumentando e arroz é um alimento básico. Também é relevante quando países em todo o mundo implementam Convenção de Minamata, um tratado global para proteger a saúde humana e o meio ambiente do mercúrio.

Por que o mercúrio é um problema no arroz?

As medições de metilmercúrio no arroz na China dos primeiros 2000s foram em áreas onde a mineração de mercúrio e outras atividades industriais levaram a altos níveis de mercúrio no solo que foi então absorvido pelas plantas de arroz. Pesquisas mais recentes, no entanto, mostraram que o metilmercúrio no arroz também é elevado em outras áreas da China. Isso sugere que o mercúrio transportado pelo ar - emitido por fontes como usinas elétricas movidas a carvão e posteriormente se instalando na terra - também pode ser um fator.

Para entender melhor o processo de acumulação de metilmercúrio no arroz através da deposição - ou seja, mercúrio proveniente do ar que chove ou se instala na terra - construímos um modelo computacional para analisar a importância relativa do solo e das fontes atmosféricas de arroz metilmercúrio. Em seguida, projetamos como as futuras concentrações de metilmercúrio poderiam mudar sob diferentes cenários de emissões.

As concentrações de metilmercúrio no arroz são mais baixas que as do peixe, mas, na China central, as pessoas comem muito mais arroz que os peixes. Estudos calcularam que residentes em áreas com solo contaminado com mercúrio consomem mais metilmercúrio do que a dose de referência da EPA dos EUA de 0.1 microgramas de metilmercúrio por quilograma de peso corporal por dia, um nível definido para proteger contra os resultados adversos da saúde, como a diminuição do QI. Dados recentes sugerem que outros impactos no neurodesenvolvimento do metilmercúrio pode ocorrer em níveis abaixo da dose de referência. Poucos estudos de saúde, no entanto, examinaram especificamente os impactos da exposição ao metilmercúrio aos consumidores de arroz.

Para identificar o escopo potencial do problema, comparamos as áreas na China onde se espera que a deposição de mercúrio seja alta com base em modelos de mercúrio, com mapas de produção de arroz. Descobrimos que as províncias com alta deposição de mercúrio também produzem quantidades substanciais de arroz. Sete províncias da China central (Henan, Anhui, Jiangxi, Hunan, Guizhou, Chongqing e Hubei) respondem por 48 por cento da produção chinesa de arroz e recebem quase o dobro do depósito de mercúrio atmosférico do resto da China.

Calculamos que a deposição de mercúrio poderia aumentar quase 90 por cento ou diminuir 60 por 2050, dependendo das políticas e tecnologias futuras.

Nossa abordagem de modelagem

Para entender como o mercúrio da atmosfera pode ser incorporado ao arroz como metilmercúrio, construímos um modelo para simular o mercúrio nos arrozais. O metilmercúrio é produzido no ambiente por atividade biológica - especificamente, por bactérias. Geralmente, isso ocorre em ambientes inundados, como áreas úmidas e sedimentos. Da mesma forma, os arrozais são mantidos inundados durante a estação de crescimento, e o ambiente rico em nutrientes criado pelas raízes de arroz suporta tanto o crescimento bacteriano quanto a produção de metilmercúrio.

Nosso modelo de arroz em casca simula como as mudanças de mercúrio se formam, se acumulam e se convertem em metilmercúrio em diferentes partes do ecossistema, inclusive na água, no solo e nas plantas de arroz.

Em nosso modelo, o mercúrio entra na água parada por meio de processos de deposição e irrigação, e depois se move entre a água, o solo e as plantas. Depois de inicializar e calibrar o modelo, nós o executamos pelo período típico de cinco meses desde o plantio das mudas até a colheita do arroz e comparamos nossos resultados às medições de mercúrio no arroz da China. Também realizamos diferentes simulações com diferentes deposições atmosféricas e concentrações de mercúrio no solo.

Apesar de sua simplicidade, nosso modelo foi capaz de reproduzir como as concentrações de metilmercúrio no arroz variam entre as diferentes províncias chinesas. Nosso modelo foi capaz de refletir com precisão como as concentrações mais elevadas de mercúrio no solo levaram a maiores concentrações no arroz.

Mas o solo não era toda a história. Mercúrio da água - que pode vir da água inundada nos arrozais ou da água contida no solo - também pode influenciar as concentrações no arroz. Quanto depende das taxas relativas de diferentes processos no solo e na água. Sob algumas condições, uma porção do mercúrio no arroz pode vir do mercúrio na atmosfera, uma vez que o mercúrio é depositado no arrozal. Isso sugeriu que a mudança de emissões de mercúrio poderia afetar as concentrações no arroz.

Emissões futuras podem influenciar o arroz

Como as taxas de mercúrio no arroz mudarão no futuro?

Examinamos um cenário de alta emissão, que não assume novas políticas para controlar as emissões de mercúrio pela 2050, e um cenário de baixas emissões, onde a China usa menos usinas a carvão e a carvão tem controles avançados de emissão de mercúrio. As concentrações médias de metilmercúrio no arroz chinês aumentaram em 13 por cento no cenário alto e diminuíram em 18 por cento no cenário baixo. As regiões onde o arroz metilmercúrio foi o que mais caiu, sob rígidos controles de políticas, foram na região central da China, onde a produção de arroz é alta e o arroz é uma importante fonte de exposição ao metilmercúrio.

O gerenciamento das concentrações de mercúrio no arroz exige, portanto, uma abordagem integrada, abordando tanto a deposição quanto a contaminação do solo e da água. A compreensão das condições locais também é importante: Outros fatores ambientais não capturados pelo nosso modelo, como a acidez do solo, também podem influenciar a produção e o acúmulo de metilmercúrio no arroz.

Diferentes estratégias de produção de arroz também podem ajudar - por exemplo, alternando molhar e secar ciclos no cultivo de arroz pode reduzir o consumo de água e as emissões de metano, bem como as concentrações de metilmercúrio do arroz.

Nossos cenários provavelmente subestimam os potenciais benefícios para a saúde dos controles da Convenção de Minamata na China, que é parte da Convenção. Incluímos em nossos cenários apenas mudanças nas emissões atmosféricas da geração de energia, enquanto a Convenção controla as emissões de outros setores, proíbe a mineração de mercúrio e aborda os locais contaminados e as liberações de terra e água.

A ConversaçãoA redução do mercúrio também pode ser benéfica para outros países produtores de arroz, mas, atualmente, poucos dados disponíveis fora da China. No entanto, nossa pesquisa sugere que o problema do mercúrio não é apenas uma história sobre peixes - e que os esforços políticos podem realmente fazer a diferença.

Sobre os Autores

Noelle Eckley Selin, Professora Associada de Dados, Sistemas e Sociedade e Química Atmosférica, Massachusetts Institute of Technology e Sae Yun Kwon, Professor Assistente da Divisão de Ciência e Engenharia Ambiental, Pohang Universidade de Ciência e Tecnologia

Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação. Leia o artigo original.

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