جیوه از طریق فعالیت های صنعتی محلی و از طریق سوختن ذغال سنگ وارد برنج می شود. دیوید وو, CC BY-ND

آلودگی جیوه یک مشکل است که معمولا با مصرف ماهی مرتبط است. زنان باردار و اطفال در بسیاری از نقاط جهان توصیه می شود ماهی هایی با جیوه پایین داشته باشند تا از اثرات نامطلوب بهداشتی، از جمله آسیب های عصبی، ناشی از یک شکل خاص جیوه متیل کربن، محافظت کنند.

اما برخی از افراد در چین، بزرگترین صادر کننده جیوه در جهان، در معرض مواد مایع منجمد بیشتری از برنج از ماهی هستند. در یک مطالعه اخیرما به بررسی این مسئله پرداخته و در جهت آن در آینده می توانیم پیش برویم.

ما دریافتیم که مسیر انتشار گازهای خروجی چین میتواند تأثیر قابل توجهی روی متیل کربن برنج کشور داشته باشد. این امر نه تنها در چین بلکه در سراسر آسیا، جایی که دارد، مهم است استفاده از زغال سنگ در حال افزایش است و برنج غذای اصلی است. این نیز مربوط است به عنوان کشورهای سراسر جهان پیاده سازی کنوانسیون میناماتایک پیمان جهانی برای محافظت از سلامت انسان و محیط زیست از جیوه.

چرا جیوه در برنج مشکل است؟

اندازه گیری متیل کربن در برنج در چین از اوایل 2000s در مناطقی بود که معدن جیوه و سایر فعالیت های صنعتی منجر به افزایش سطح جیوه در خاک شده بود و سپس توسط گیاهان برنج مورد استفاده قرار گرفت. تحقیقات اخیر، با این حال، نشان داده است که متیل کربن در برنج نیز در مناطق دیگر چین افزایش یافته است. این نشان می دهد که جیوه هوائی که توسط منابع از قبیل نیروگاه های شارژ زغال سنگ منتشر می شود و پس از آن در زمین قرار می گیرد نیز ممکن است عامل دیگری باشد.

برای درک بهتر فرآیند انباشت متیل جیوه در برنج از طریق رسوب - یعنی جیوه ناشی از هوا که باران می آید یا به زمین می رسد - ما یک مدل کامپیوتری را برای تجزیه و تحلیل اهمیت نسبی خاک و منابع جوی برنج متیل کربن ساخته ایم. سپس ما پیش بینی کردیم که در آینده منسوجات مایع منجر به تغییر در سناریوهای مختلف انتشار می شوند.

غلظت متیل کربن در برنج پایین تر از ماهی است، اما در مرکز چین، مردم برنج بیشتری از ماهی می خورند. مطالعات آن را محاسبه کرده اند ساکنین مناطقی که خاک آلوده به جیوه دارند، متیل کربن بیشتری مصرف می کنند از DPA مرجع EPA ایالات متحده آمریکا از 0.1 میکروگرم مایع منجر به کربوهیدرات در هر کیلوگرم وزن بدن در روز، سطح محافظت در برابر نتایج سلامتی منفی مانند کاهش IQ. داده های اخیر نشان می دهد که دیگر اثرات عصبی توسعه از متیل کربن ممکن است در سطوح پایینتر از دوز مرجع رخ دهد. با این حال، برخی مطالعات بهداشتی، به ویژه بررسی اثرات مصرف متیل کرکره بر مصرف کنندگان برنج را بررسی کرده اند.

برای شناسایی محدوده بالقوه این مشکل، مناطق ما در چین که جابجایی جیوه بر اساس مدل های جیوه با نقشه های تولید برنج صورت می گیرد، مقایسه شده است. ما متوجه شدیم که استان هایی با رسوب جیوه بالا مقدار قابل توجهی از برنج تولید می کنند. هفت استان در مرکز چین (هنان، آنهویی، جیانگشی، هونان، گوئیشو، چونگینگ و هوبئی) به تولید 48 درصد از تولید برنج چینی کمک می کنند و تقریبا دو برابر جیوه جو جوی به عنوان بقیه چین به دست می آورند.

ما محاسبه کردیم که رسوب جیوه می تواند تقریبا 90 درصد افزایش یابد یا 60 را با 2050 کاهش دهد، بسته به سیاست ها و فن آوری های آینده.

رویکرد مدل سازی ما

برای درک چگونگی جیوه از جو ممکن است به عنوان برنج به عنوان متیل کربن وارد شود، ما یک مدل برای شبیه سازی جیوه در جاهای برنج ایجاد کردیم. متیل کرکری در محیط زیست به وسیله فعالیت بیولوژیکی - بویژه باکتری تولید می شود. اغلب این اتفاق می افتد در محیط های سیل شده مانند تالاب ها و رسوبات. به طور مشابه، در طول فصل رشد، سطوح برنج باقی مانده است و محیط غنی از مواد مغذی ایجاد شده توسط ریشه های برنج از تولید باکتری ها و تولید متیل کرکس پشتیبانی می کند.

مدل برنج برنج ما شبیه سازی می کند که چگونه جیوه تغییر شکل، تجمع می یابد و تبدیل به متیل کربن در بخش های مختلف اکوسیستم، از جمله در آب، خاک و گیاهان برنج.

در مدل ما، جیوه از طریق فرایندهای رسوب و آبیاری به جریان آب سیلندر وارد می شود و سپس در میان آب، خاک و گیاهان حرکت می کند. پس از اندازه گيري و كاليبره كردن مدل، ما براي مدت معمول 5 ماه از کاشت نهال به برنج برداشت كرديم و نتايج ما را با اندازه گيري جيوه در برنج از چين مقايسه كرديم. ما همچنین شبیه سازی های مختلف را با تغییرات رسوب جوی و غلظت جیوه خاک انجام دادیم.

به رغم سادگی بودن این مدل، ما توانستیم میزان غلظت متیل کرکری برنج را در استان های مختلف چین متفاوت کنیم. مدل ما توانست با دقت بازتاب دهد که چگونه غلظت جیوه خاک بالا باعث افزایش غلظت برنج می شود.

اما خاک تمام داستان نبود. جیوه از آب - که می تواند از آب سیل در سطوح برنج و یا آب برگزار شده در خاک - نیز می تواند بر غلظت در برنج تاثیر می گذارد. مقدار زیادی از فرآیندهای مختلف در خاک و آب بستگی دارد. در برخی شرایط، بخشی از جیوه در برنج می تواند از جیوه در اتمسفر باشد، زمانی که جیوه به برنج برنج سپرده شود. این نشان می دهد که تغییر انتشار گاز جیوه به طور بالقوه بر غلظت برنج تاثیر می گذارد.

انتشار های آینده می توانند روی برنج تاثیر بگذارند

چطور جیوه در برنج در آینده تغییر خواهد کرد؟

ما یک سناریوی انتشار بسیار بالا را بررسی کردیم که هیچ سیاست جدیدی برای کنترل انتشار جیوه از طریق 2050 و یک سناریوی انتشار پایین، که در آن چین از نیروگاه های کمتر از زغال سنگ و زغال سنگ استفاده می کند، کنترل های انتشار جیوه را افزایش داده است. غلظت متمرکز برنج متیل چینی متوسط ​​13 درصد در سناریو بالا و با کاهش 18 درصد در سناریو کم است. مناطقی که متیل کربن برنج بیشتر تحت کنترل شدید سیاست قرار گرفتند، در مرکز چین قرار داشتند، در حالیکه تولید برنج بالا است و برنج منبع مهمی برای رسوب متیل کربن است.

بنابراین مدیریت غلظت جیوه در برنج نیازمند یک رویکرد یکپارچه است، که با توجه به رسوبات و آلودگی خاک و آب مورد توجه قرار می گیرد. درک شرایط محلی نیز اهمیت دارد: سایر عوامل محیطی که توسط مدل ما به دست نمی آیند، مانند اسیدیته خاک، همچنین می تواند تولید و انباشت متیل کربن را به برنج نفوذ دهد.

استراتژی های تولید برنج نیز می تواند کمک کند - به عنوان مثال متناوب چرخه خیساندن و خشک کردن در کشت برنج می تواند مصرف آب و انتشار گازهای گلخانه ای و همچنین غلظت مایع منیزیم برنج را کاهش دهد.

سناریوهای ما احتمالا مزایای بالقوه بهداشتی کنوانسیون کنترل کنوانسیون Minamata را در چین، که حزب کنوانسیون است، پایین می آورد. ما در سناریوهای ما فقط تغییرات در انتشار گازهای گلخانه ای از تولید برق را شامل می شود، در حالی که کنوانسیون گازهای خروجی از سایر بخش ها را کنترل می کند، معدن جیوه را ممنوع کرده و سایت های آلوده و زمین و آب را آزاد می کند.

کاهش جیوه نیز می تواند برای سایر کشورهای تولید کننده برنج سودمند باشد، اما در حال حاضر وجود دارد تعداد کمی اطلاعات موجود در خارج از چین. با این حال، تحقیقات ما نشان می دهد که مشکل جیوه نه فقط یک داستان ماهی است و این تلاش های سیاسی می تواند در واقع یک تفاوت را ایجاد کند.

درباره نویسنده

نوئل اکی سلین، دانشیار داده ها، سیستم ها و جامعه و شیمی جوی، موسسه تکنولوژی ماساچوست و Sae Yun Kwon ، استادیار در بخش علوم و مهندسی محیط زیست ، دانشگاه علم و صنعت Pohang

این مقاله در اصل در تاریخ منتشر شد گفتگو. دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط

at InnerSelf Market و آمازون