برنج، قرن‌هاست نماد تغذیه و امنیت غذایی در آسیا به‌شمار می‌آید. نه تنها در سفره‌های روزمره جای دارد، بلکه در آیین‌ها و مراسم مقدس نیز حضوری پررنگ دارد. اما اکنون، فشارهای اقلیمی تهدیدی جدی برای این ارتباط ریشه‌دار ایجاد کرده است.
مطالعه‌ای جدید که توسط پژوهشگران مدرسه بهداشت عمومی میلمن در دانشگاه کلمبیا و با همکاری تیم‌هایی از چین و آمریکا انجام شده، بحران تازه‌ای را آشکار کرده است. این بحران، برخلاف انتظار، به کمبود برنج مربوط نمی‌شود بلکه به افزایش سطح سموم در آن بازمی‌گردد.
تغییرات اقلیمی و افزایش آرسنیک در برنج
ارتباط دما، دی‌اکسید کربن و سموم در برنج
پژوهش منتشر شده در نشریه The Lancet Planetary Health نشان می‌دهد که افزایش دما و سطح دی‌اکسید کربن باعث بالا رفتن میزان آرسنیک غیرآلی در دانه‌های برنج می‌شود؛ ترکیبی سمی که با بیماری‌های متعددی از جمله سرطان، بیماری‌های قلبی و اختلالات رشد مرتبط است.
از آن‌جا که برنج غذای اصلی بیش از نیمی از جمعیت جهان است، پیامدهای این پدیده بسیار گسترده و نگران‌کننده خواهند بود.
افزایش آرسنیک در برنج؛ تأثیر همزمان دما و CO₂
چرا این مطالعه با سایر مطالعات متفاوت است؟
مطالعات پیشین هر یک تنها یکی از عوامل اقلیمی را بررسی کرده بودند؛ افزایش دما یا افزایش دی‌اکسید کربن. اما این مطالعه برای نخستین‌بار شرایط واقعی محیطی را با استفاده از فناوری Free-Air CO₂ Enrichment (FACE) در طول یک دهه شبیه‌سازی کرده است.
جزئیات آزمایش در دلتای رود یانگ‌تسه
در این آزمایش ۲۸ رقم مختلف برنج در چهار مزرعه در منطقه دلتای رود یانگ‌تسه کشت شدند. در این شرایط، سطح CO₂ تا ۲۰۰ ppm بالاتر از حد معمول افزایش یافت و دمای هوا به اندازه ۲ درجه سانتی‌گراد بالا رفت. نتایج نشان داد که ترکیب دما و CO₂ اثر هم‌افزایی داشته و سطح آرسنیک در دانه‌های برنج را بیش از هرکدام از این عوامل به‌تنهایی افزایش داده است.
چرا افزایش آرسنیک خطرناک است؟
مکانیسم افزایش آرسنیک در خاک‌های شالیزاری
مطالعه نشان داد که افزایش دما و CO₂ نه تنها بر فیزیولوژی گیاه بلکه بر ترکیب میکروبی و شیمیایی خاک اثر می‌گذارد. دمای بالاتر، پتانسیل اکسایش و کاهش (Redox) خاک را کاهش می‌دهد و محیطی بی‌هوازی ایجاد می‌کند؛ شرایطی که آزادسازی آرسنیک در آب اطراف ریشه‌های برنج را تسهیل می‌کند.
نقش ژن‌های میکروبی در سمیت آرسنیک
همچنین ژن‌های میکروبی مسئول تبدیل آرسنیک به شکل‌های سمی‌تر افزایش یافته‌اند. به‌ویژه ژن arsC در مرحله پر شدن دانه، شش برابر بیشتر از حالت عادی مشاهده شد. این تغییرات نشان می‌دهند که تغییرات اقلیمی با تغییر شیمی خاک، زمینه را برای جذب بیشتر آرسنیک فراهم می‌کنند.
پیامدهای بهداشتی مصرف آرسنیک در برنج
افزایش خطر سرطان و بیماری‌های مزمن
بر اساس مدل‌سازی پژوهشگران و با بهره‌گیری از داده‌های جمعیتی و مصرف مواد غذایی در کشورهای آسیایی، پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۵۰ مصرف آرسنیک از طریق برنج در کشورهایی مانند ویتنام و اندونزی به بیشترین میزان خود برسد.
در این سناریو، خطر ابتلا به سرطان ریه و مثانه ۴۴ درصد بیشتر از شرایط فعلی خواهد شد. تنها در چین ممکن است حدود ۱۹.۳ میلیون مورد اضافی سرطان مرتبط با مصرف برنج حاوی آرسنیک به ثبت برسد.
افزایش خطرات غیرسرطانی
اما خطرات فقط به سرطان محدود نمی‌شود. مصرف طولانی‌مدت آرسنیک غیرآلی با دیابت، بیماری‌های قلبی، اختلالات بارداری، مشکلات رشد عصبی و ضعف سیستم ایمنی مرتبط است.
در هر هفت کشور مورد بررسی، خطر بیماری‌های غیرسرطانی مانند بیماری‌های قلبی و دیابت نیز به‌طور چشمگیری افزایش یافت. برای مثال، در ویتنام ضریب خطر (Hazard Quotient) برای این بیماری‌ها به عدد ۱۲ رسید که بسیار بالاتر از آستانه ایمن ۱ است.
تأثیر الگوهای اقلیمی بر سطح آرسنیک در برنج
همبستگی بین دمای فصلی و سطح آرسنیک
در بازه زمانی ۲۰۱۴ تا ۲۰۲۳، تغییرات فصلی طبیعی نیز به‌طور همزمان با آزمایش‌ها بررسی شد. نتایج نشان داد که حتی در شرایط فعلی CO₂، سطح آرسنیک در برنج با دما همبستگی داشته است. این موضوع تأییدی است بر این‌که روند افزایش آرسنیک در برنج ممکن است همین حالا آغاز شده باشد.
افزایش ترکیبات آرسنیکی ارگانیک
ترکیباتی مانند اسید دی‌متیل آرسنیک (DMA) نیز در شرایط گرم‌تر و غنی از CO₂ افزایش یافته‌اند. گرچه این ترکیبات در این مطالعه به شکل‌های بسیار سمی مانند DMMTA تبدیل نشدند، اما روند رو به افزایش آن‌ها نیز نگرانی‌هایی برای آینده ایجاد کرده است.
راهکارهایی برای کاهش خطرات آرسنیک در برنج
چه باید کرد؟
دکتر زیسکا و همکارانش پیشنهادهایی برای کاهش آرسنیک در برنج ارائه کرده‌اند:
- اصلاح نژاد برنج برای تولید ارقام کم‌جاذب آرسنیک
- مدیریت آبیاری برای کاهش شرایط بی‌هوازی خاک
- بهینه‌سازی فرآیند سفیدکردن و فرآوری برنج برای کاهش میزان آرسنیک در برنج خوراکی
مشکل خلاهای سیاست‌گذاری
اکثر کشورها فاقد استانداردهای اجباری برای سطح مجاز آرسنیک در برنج هستند. به‌عنوان مثال، در این مطالعه، بیش از نیمی از نمونه‌های برنج از آستانه ۲۰۰ ppb پیشنهادی چین فراتر رفته‌اند. این در حالی است که بسیاری از کشورها فقط به راهنماهای داوطلبانه تکیه دارند.
جمع‌بندی: امنیت غذایی در سایه تغییرات اقلیمی
مطالعه اخیر زنگ خطری جدی برای ایمنی غذایی در جهان است. برنج هنوز غذای اصلی میلیاردها نفر است و حذف آن از رژیم غذایی ممکن نیست. اما اگر اقدامات لازم انجام نشود، همین غذای مقدس می‌تواند حامل تهدیدی خاموش برای سلامت انسان باشد.
خبر خوب این است که هنوز می‌توان اقدام کرد. با سرمایه‌گذاری در علم، اصلاح سیاست‌ها، و بهبود روش‌های کشاورزی، می‌توان برنج را برای نسل‌های آینده ایمن نگاه داشت.
