تغير المناخ يهدد محصول الأرز ويزيد من امتصاص الزرنيخ السام
(أبين الآن) خاص
زراعة الأرز
لطالما كان الأرز رمزًا للغذاء والأمان، ففي أنحاء شاسعة من آسيا، لا يُقدّم الأرز كوجبة فحسب، بل كعنصر ثقافي ثابت، حاضر في الأطباق اليومية والاحتفالات المقدسة على حد سواء. والآن، يُهدد ضغط المناخ هذه الصلة الراسخة.
لكن دراسة جديدة أجراها باحثون في كلية ميلمان للصحة العامة بجامعة كولومبيا ، بالتعاون مع فرق من الصين والولايات المتحدة، تكشف عن أزمة وشيكة.
مع ارتفاع درجة حرارة المناخ وارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون، يحدث تحولٌ هادئ في أعماق تربة الأرز. قد يُعرّض هذا التغيير ملايين البشر للخطر قريبًا – ليس بسبب الندرة، بل بسبب السمية.
تُفصّل النتائج، المنشورة في مجلة لانسيت بلانيتاري هيلث ، كيف يُحتمل أن يُؤدي ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي وكثرة ثاني أكسيد الكربون إلى زيادة مستويات الزرنيخ غير العضوي في الأرز.
ويرتبط هذا المركب السام بمجموعة واسعة من المشاكل الصحية الخطيرة، بما في ذلك السرطان وأمراض القلب والأوعية الدموية واضطرابات النمو.
وبما أن الأرز يشكل غذاءً أساسياً لأكثر من نصف سكان العالم، فإن العواقب بعيدة المدى ومثيرة للقلق العميق.
الأرز رمزًا للغذاء والأمان
العوامل المناخية وتراكم الزرنيخ
حتى وقت قريب، ركزت الدراسات التي تناولت تراكم الزرنيخ في الأرز على عوامل مناخية معزولة، استكشف الباحثون كيف يمكن لارتفاع درجات الحرارة أو ارتفاع مستويات ثاني أكسيد الكربون أن يؤثر على امتصاص الزرنيخ، لكنهم لم يتفاعلوا معًا في بيئة طبيعية.
تُعد هذه الدراسة الجديدة الأولى التي نشرت الدراسة في مجلة The Lancet Planetary Health تحاكي ظروف النمو في العالم الحقيقي على مدى سنوات متعددة وأصناف باستخدام منصات إثراء ثاني أكسيد الكربون في الهواء الطلق (FACE).
على مدى عشر سنوات، قام الباحثون بمراقبة 28 صنفًا متنوعًا وراثيًا من الأرز في أربعة مواقع ميدانية في دلتا نهر اليانجتسي، وهي منطقة رمزية لزراعة الأرز في آسيا.
أدخل نظام FACE مستويات ثاني أكسيد الكربون أعلى بـ 200 جزء في المليون من الظروف المحيطة، واستخدم التسخين بالأشعة تحت الحمراء لمحاكاة ارتفاع درجة الحرارة بمقدار درجتين مئويتين.
وكانت النتائج واضحة: كان لدرجة الحرارة وثاني أكسيد الكربون معًا تأثير تآزري، مما أدى إلى ارتفاع مستويات الزرنيخ غير العضوي في حبوب الأرز أكثر من أيٍّ من العاملين بمفرده.
وقال الدكتور لويس زيسكا، الأستاذ المشارك في علوم الصحة البيئية في كلية ميلمان بجامعة كولومبيا: “تشير نتائجنا إلى أن هذه الزيادة في مستويات الزرنيخ يمكن أن ترفع بشكل كبير من حالات الإصابة بأمراض القلب والسكري وغيرها من التأثيرات الصحية غير السرطانية”.
حالات الإصابة بسرطان الرئة والمثانة بين السكان الأحياء في 2050 نتيجة التعرض للزرنيخ من الأرز،
تغير المناخ يزيد من امتصاص الزرنيخ
ما يجعل هذه النتائج مثيرة للقلق بشكل خاص هو الآلية التي تقف وراءها.
كشفت الدراسة أن ارتفاع درجة الحرارة وثاني أكسيد الكربون لا يؤثران فقط على فسيولوجيا الأرز، بل يُعيدان تشكيل التركيب الميكروبي والكيميائي لتربة الأرز.
أدى ارتفاع درجات الحرارة إلى انخفاض قدرة التربة على الأكسدة والاختزال، مما أدى إلى زيادة الظروف اللاهوائية، تُسهّل هذه الظروف إطلاق الزرنيخ في الماء حيث تنمو جذور الأرز.
بالإضافة إلى ذلك، ازدادت وفرة جينات ميكروبية رئيسية في التربة، مسؤولة عن تحويل الزرنيخ إلى أشكاله الأكثر سمية. وشهد جين واحد، arsC تحديدًا، زيادةً في وجوده ستة أضعاف خلال مرحلة امتلاء الحبوب عند ارتفاع درجة الحرارة ومستوى ثاني أكسيد الكربون.
وأوضح الدكتور زيسكا أن المستويات المرتفعة من الزرنيخ ترجع على الأرجح إلى التغيرات المرتبطة بالمناخ في كيمياء التربة والتي تساعد على امتصاص الزرنيخ في حبوب الأرز بسهولة أكبر.
زراعة الأرز
المخاطر الصحية الناجمة عن التعرض للزرنيخ
لم تقتصر الدراسة على الكيمياء الحيوية. فباستخدام أحدث بيانات السكان والاستهلاك، وضع الباحثون نماذج للمخاطر الصحية في سبع دول آسيوية: بنغلاديش، والصين، والهند، وإندونيسيا، وميانمار، والفلبين، وفيتنام.
وقد تم اختيار هذه البلدان بسبب استهلاكها المرتفع للأرز وانتشار أنظمة زراعة الأرز المروية، حيث تكون حركة الزرنيخ في أعلى مستوياتها.
توقعاتهم لعام ٢٠٥٠ مثيرة للقلق. في ظل سيناريو ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحرارة، كان متوسط التعرض للزرنيخ غير العضوي من خلال الأرز هو الأعلى في فيتنام وإندونيسيا.
شهدت مخاطر الإصابة بالسرطان مدى الحياة، وخاصةً سرطان الرئة والمثانة، ارتفاعًا بنسبة 44% مقارنةً بالظروف المحيطة. وقد تواجه الصين وحدها 19.3 مليون حالة إصابة إضافية بالسرطان مرتبطة بالتعرض للزرنيخ من خلال الأرز.
وقال الدكتور زيسكا: “إن تناول الأرز في مناطق مثل جنوب الصين وجنوب شرق وجنوب آسيا يعد بالفعل مصدرًا مهمًا للزرنيخ الغذائي وخطر الإصابة بالسرطان”.
الأمراض المرتبطة بالزرنيخ في الأرز
من منظور الصحة العامة، لا يقتصر خطر الإصابة بالسرطان على الزرنيخ فحسب، بل ارتبط التعرض طويل الأمد للزرنيخ غير العضوي بمرض السكري، وأمراض القلب الإقفارية، ونتائج الحمل السلبية، وتأخر النمو العصبي، وضعف المناعة.
في كل دولة خضعت للتقييم، ارتفعت أيضًا مخاطر الأمراض غير السرطانية بشكل حاد في ظل سيناريو ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحرارة. ووصلت معدلات المخاطر المتعلقة بمشاكل صحية مثل أمراض القلب والسكري إلى مستويات مقلقة.
وفي فيتنام، على سبيل المثال، وصل معدل المخاطر لهذه الحالات إلى 12 ــ وهو أعلى بكثير من عتبة الأمان البالغة 1. وكان النمط مماثلاً بالنسبة للتأثيرات الصحية على الجنين والطفل ومخاوف النمو الإدراكي.
“من منظور صحي، فإن التأثيرات السمية للتعرض المزمن لـ iAs مثبتة جيدًا؛ وتشمل سرطان الرئة والمثانة والجلد، بالإضافة إلى مرض القلب الإقفاري”، كما قال الدكتور زيسكا.
الأرز
أنماط المناخ ومستويات الزرنيخ في الأرز
وفي حين أن تجارب FACE كانت تحاكي الظروف المناخية المستقبلية، فإن الاختلافات الموسمية الطبيعية من عام 2014 إلى عام 2023 أضافت طبقة أخرى من الأدلة.
تزامنت مستويات الزرنيخ في الأرز بشكل وثيق مع تغيرات درجات الحرارة على مدار تلك السنوات، حتى في ظل مستويات ثاني أكسيد الكربون الحالية. يدعم هذا الارتباط الواقعي البيانات التجريبية، ويشير إلى أن مخاطر الزرنيخ الناجمة عن تغير المناخ ربما تتصاعد بالفعل.
علاوة على ذلك، ازداد وجود مركبات الزرنيخ العضوية، مثل حمض ثنائي ميثيل أرسينيك (DMA)، في ظل ظروف أكثر دفئًا وإثراءً بثاني أكسيد الكربون. ورغم عدم وجود هذه المركبات بأشكال شديدة السمية مثل DMMTA في هذه الدراسة، إلا أن ارتفاعها يثير مخاوف بشأن سلامة الأرز وإنتاجيته في المستقبل.
هناك حاجة إلى تحرك عالمي عاجل
“بناءً على النتائج التي توصلنا إليها، نعتقد أن هناك العديد من الإجراءات التي يمكن أن تساعد في تقليل التعرض للزرنيخ في المستقبل”، كما أشار الدكتور زيسكا.
يوصي هو وزملاؤه بإيلاء اهتمام عاجل للتكيف الزراعي، يشمل ذلك استنباط سلالات أرز تُراكِم الزرنيخ بشكل طبيعي أقل، وإدارة الري للحد من الظروف اللاهوائية في التربة، وتحسين عمليات الطحن لخفض محتوى الزرنيخ في الأرز الصالح للأكل.
لا تزال ثغرات السياسات تُمثل مشكلةً حرجة، تفتقر معظم الدول إلى معايير قابلة للتنفيذ فيما يتعلق بالزرنيخ في الأرز، على سبيل المثال، في سيناريوهات محاكاة المناخ، تجاوزت نسبة الزرنيخ غير العضوي في أكثر من نصف عينات الأرز عتبة السلامة التي اقترحتها الصين والبالغة 200 جزء في المليار.
وفي الوقت نفسه، تفتقر العديد من الدول إلى مثل هذه المعايير كليا أو تعتمد على المبادئ التوجيهية الطوعية.
زراعة الأرز الجاف
زراعة الأرز
سلامة الأرز في عالم متغير
وقال الدكتور زيسكا: “تؤكد دراستنا على الحاجة الملحة لاتخاذ إجراءات للحد من التعرض للزرنيخ في الأرز، خاصة مع استمرار تغير المناخ في التأثير على الأمن الغذائي العالمي”.
الأرز بالغ الأهمية ولا يمكن تجاهله. فهو يُغذي مليارات البشر ويُشكل ثقافات مختلفة. ولكن، كما تكشف هذه الدراسة، يُمكن أن يُشكل تهديدًا متزايدًا، بهدوء، عندما يلتقي الإجهاد المناخي بديناميكيات التربة المُهمَلة.
المشكلة ليست مستعصية على الحل، بالاستثمار السليم في العلوم والسياسات والممارسات الزراعية، يمكننا حماية الأرز كغذاء آمن وموثوق للأجيال السياسة ملفات
