Pirinač i spanać su osnovni sastojci u ishrani beba i male dece, ali toksični metali i metaloidi koji se nalaze u toj hrani mogu izazvati ozbiljne posledice po zdravlje.
Konkretno, teški metali kao što su kadmijum, olovo, živa i metaloidni arsen mogu da odlože razvoj mozga kod beba i male dece.
U novom istraživanju objavljenom u akademskom časopisu Environmental Geochemistri and Health, naučnici Univerziteta Delaver otkrili su da poplavljena pirinčana polja obično sadrže veće količine arsena i manje količine kadmijuma. Što su ta pirinčana polja suva, to su manje količine arsena i veće količine kadmijuma. Međutim, veći kadmijum je niži od postojećeg praga štetnih efekata na zdravlje.
Nalazi bi mogli pomoći u uspostavljanju pravca delovanja za smanjenje nivoa ovih zagađivača u hrani koju obično jedu odojčad i deca. Ranije ove godine, američka Uprava za hranu i lekove izdala je nacrt smernica za dozvoljenu količinu olova u hrani za bebe. Na ivici je postavljanja novih propisa za granične vrednosti arsena, kadmijuma i žive koji se mogu dozvoliti u hrani za bebe u okviru svog akcionog plana Bliže nuli.
Usjevi kao što su kukuruz, soja i pšenica se uzgajaju na zemljištima koja nisu jako vlažna. Zato ih farmeri zalivaju kako bi bili sigurni da biljke dobijaju hranljive materije koje su im potrebne za rast, ali nikada dovoljno da ih u potpunosti preplave.
Nasuprot tome, pirinač se često uzgaja na veoma vlažnim, poplavljenim zemljištima. Kiseonik koji bi inače boravio u sitnim porama u zemljištu se veoma brzo gubi i zamenjuje ga voda. Ograničeni kiseonik pomera mikroorganizme u tlu, a ti mikroorganizmi počinju da dišu sa mineralima oksida gvožđa koji zemljištu daju zarđalo narandžastu boju.
„Arsen voli da se čvrsto drži za te okside gvožđa“, rekla je Angelia Seifferth, biogeohemičar zemljišta UD i profesor na Odeljenju za nauke o biljkama i zemljištu i koautor istraživanja. „Kada ovi organizmi koriste okside gvožđa za disanje, oni prelaze iz čvrstog minerala u fazu rastvora. Vi ih u suštini rastvarate, a kada ih rastvorite, arsen koji se zalepio za njih odlazi u vodu.“
Seifferth je rekao da kada se arsen nađe u vodi, koreni pirinča ga lako mogu apsorbovati i transportovati u zrno.
Seifferth i naučni saradnik Met Limmer uzgajali su pirinač na 18 malih polja na farmi UD Nevark, izlažući pirinčana polja različitim poplavljenim i vlažnim uslovima.
„Nadali smo se da ćemo pronaći optimalno upravljanje navodnjavanjem koje bi istovremeno minimiziralo i arsen i kadmijum“, rekao je Limmer, „ali ga nismo pronašli na ovom tlu.“
Kada su požnjeli zrno i analizirali količinu arsena i kadmijuma u njemu, istraživači su umesto toga otkrili da što je polje više poplavljeno, to se više arsena i manje kadmijuma akumulira u pirinču. Nasuprot tome, što je polje suvlje, to se više kadmijuma i manje arsena akumulira.
„Ali, čak i pod onim sušnijim uslovima kada je bilo više kadmijuma, koncentracije kadmijuma u zrnu nisu bile od značaja za zdravlje ljudi“, rekao je Seifferth.
Kada su pirinčana polja bila poplavljena i arsen je zauzet, istraživači su primetili da se dešava metanogeneza, kada organizmi u tlu proizvode moćni gas staklene bašte metan i emituju ga u atmosferu. U međuvremenu, višak vode je redukovao sulfat u zemljištu u sulfid, uzrokujući da se kadmijum taloži sa sulfidom.
Kada su osušili tlo, istraživači su smanjili nivoe arsena i metana. Sulfid u zemljištu je oksidisan i postao sulfat, koji više nije čvrsta faza, omogućavajući kadmijumu da se lako filtrira i da lako pobegne u biljku.
„Isušivanjem tla, mi na neki način kočimo mikroorganizme koji dišu oksidima gvožđa i arsenom“, rekao je Sajfert. „Onda zapravo povećavamo količinu kadmijuma jer oksidiramo sulfid u sulfat. Kada postane sulfat, više nije čvrsta faza sa kadmijumom, a kadmijum tada može biti slobodan.“
Isušivanje tla uvodi kiseonik u pore tla, rekao je Seifferth, što je usporilo mikroorganizme koji rastvaraju okside gvožđa i stvaraju metan i promenilo hemiju.
„Jednom kada unesete kiseonik, oksidi gvožđa koji su se rastvorili ponovo su čvrsti“, rekao je Seifferth. „Oni su kao Brita filter. Arsen se lepi za okside gvožđa i nije u vodi, tako da koreni biljaka ne mogu da ga dobiju.“
Ono što su otkrili – jedan metal ili metaloid se povećava sa drugim koji se smanjuje u zavisnosti od nivoa vlage u zemljištu – predstavlja pomalo zagonetku.
„Postoji izazov“, rekao je Seifferth. „U osnovi se zasniva na tome šta je ovaj magični broj ili magični status vode u tlu da se pokuša minimizirati oboje. Zaista ne postoji jedan koji je univerzalan na svim tlima.“
Kroz grant za istraživanje Nacionalnog instituta za hranu i poljoprivredu američkog Ministarstva poljoprivrede, istraživači proučavaju arsen u pirinču kroz neki terenski rad u Arkanzasu. Radiće direktno sa poljoprivrednicima na razvoju alata koji će im pomoći da upravljaju vodom koja preplavljuje njihova polja sa pirinčem.
U međuvremenu, FDA bi do kraja ove godine mogla objaviti nove propise za arsen i kadmijum u hrani za odojčad, što je deo njenog prethodno pomenutog akcionog plana „Closer to Zero“. Agencija je provela neko vreme istražujući efekte arsena i kadmijuma i dva druga toksina, žive i olova, na razvoj deteta. FDA je takođe procenjivala nove tehnologije ili intervencije koje bi mogle da spreče izloženost ovim toksinima.
„Nadajmo se da bi naš rad mogao pomoći u oblikovanju politike“, rekao je Seifferth.
Istraživači UD-a su takođe izvestili, u preglednom radu koji su objavili u časopisu GeoHealth, da su proizvođači spremni da preduzmu sve potrebne mere da smanje nivoe metala u njihovim usevima, ali da su im potrebni podsticaji, testiranje i edukacija da bi to učinili.
Ovo je bio slučaj posebno za industriju spanaća u pet država – proizvođače, pakeri, prerađivači i trgovci – sa kojima su istraživači razgovarali. Spanać može da sadrži količine kadmijuma i olova koje apsorbuje kroz zemljište.
„Zaista je važno dobiti povratne informacije od zainteresovanih strana da bismo videli šta je izvodljivo za poljoprivrednike“, rekao je Seifferth, „i da to ne bi bio veliki teret za nešto što već rade, ili za promenu prakse koju rade, koju imaju da uradimo da bismo ispunili neki drugi standard, kao što je drugačiji standard bezbednosti hrane.“
Istraživači su istraživali interakcije između biljaka sa metalima i metaloidima, upoređujući i suprotstavljajući kako se kadmijum i olovo kreću kroz zemljište i utiču na lisnato zelenilo. Oni takođe nude rešenja za farmere da smanje količinu metala i metaloida u hrani koju uzgajaju.
„Poljoprivrednici često rade na vrlo malim marginama za nešto poput spanaća“, rekao je Seifferth. „Ako su regulatorna tela zaista otežala postizanje određenog nivoa kadmijuma ili olova, mogli bi se jednostavno prebaciti i uzgajati nešto drugo.
To komplikuje, jedan izazov sa kadmijumom u spanaću je to što se voda hloriše da bi se spanać dezinfikovao. Ali dodavanje hlorida zapravo olakšava kadmijumu da se infiltrira u koren biljke, što ga prenosi u lisnato zeleno tkivo.
„Možda ćemo pogoršati problem kadmijuma korišćenjem hlorisane vode za navodnjavanje za lisnato zelenilo“, rekao je Seifferth. „Možda bismo trebali razmisliti o alternativnim načinima dezinfekcije vode za navodnjavanje koji ne uključuje hlorid.“
Seifferth je rekao da je jedno rešenje za smanjenje nivoa toksičnih metala i metaloida u hrani nudi subvencije poljoprivrednicima da koriste određene strategije da sami smanje te nivoe. Kadmijum, koji se može nakupiti u listovima spanaća, mogao bi se smanjiti tako što bi se zemljište učinilo manje kiselim i pranjem listova spanaća nakon žetve. Olovo je teže ukloniti, ali pranje listova spanaća ekstraktom limunovog soka moglo bi da ukloni do 26% olova u listovima, kažu istraživači.
„Rešenja nisu opšte rešenje“, rekao je Sajfert. „Oni nisu za sva tla. Morali bi da budu zaista specifični za lokaciju.“
Limmer i Seifferth su rekli da je potrebno više istraživanja kako bi se pronašla optimalna strategija navodnjavanja koja smanjuje nivoe i arsena i kadmijuma u pirinču.
„Slični eksperimenti treba da se urade na različitim zemljištima“, rekao je Limer, „idealno pod različitim uslovima na terenu“.
Dok SAD čekaju nacrt propisa FDA o dozvoljenom pragu arsena, kadmijuma i žive u hrani za bebe, Seifferth je rekla da bi voljela da vidi da savezna vlada ponovi studiju koja je posljednji put urađena 1980-ih. FDA, američko Ministarstvo poljoprivrede i Američka agencija za zaštitu životne sredine analizirali su uparena zemljišta i biljke na poljoprivrednim poljima širom SAD da bi stekli predstavu o koncentraciji metala i metaloida u tim biljkama i zemljištima.
„Od tada, sada se mnogo više spanaća uzgaja i uzgaja u oblastima u kojima se ranije nije gajio“, rekao je Seifferth. „Neka od tih zemljišta imaju mnogo više kadmijuma. Moj pritisak bi bio da ponovim ovo istraživanje.“
