Le mercure entre dans le riz grâce à des activités industrielles locales et à la combustion du charbon. David Woo, CC BY-ND

La pollution par le mercure est généralement associée à la consommation de poisson. Il est conseillé aux femmes enceintes et aux enfants de nombreuses régions du monde de manger du poisson pauvre en mercure pour se protéger contre les effets néfastes sur la santé, notamment les dommages neurologiques, causés par une forme particulièrement toxique de mercure, le méthylmercure.

Mais certaines personnes en Chine, le plus grand émetteur de mercure au monde, sont exposées à plus de méthylmercure provenant du riz que du poisson. Dans un étude récente, nous avons exploré l'ampleur de ce problème et la direction dans laquelle il pourrait aller dans le futur.

Nous avons constaté que la future trajectoire des émissions de la Chine peut avoir une influence mesurable sur le riz méthylmercure du pays. Cela a des implications importantes non seulement en Chine mais à travers l'Asie, où l'utilisation du charbon augmente et le riz est un aliment de base. Il est également pertinent que les pays à travers le monde mettent en Convention de Minamata, un traité mondial pour protéger la santé humaine et l'environnement contre le mercure.

Pourquoi le mercure est-il un problème dans le riz?

Les mesures du méthylmercure dans le riz en Chine à partir des premiers 2000 se situaient dans des zones où l'extraction du mercure et d'autres activités industrielles entraînaient des teneurs élevées en mercure dans le sol qui était ensuite absorbé par les plants de riz. Cependant, des recherches plus récentes ont montré que le méthylmercure dans le riz est également élevé dans d'autres régions de Chine. Cela suggère que le mercure en suspension dans l'air - émis par des sources telles que les centrales électriques au charbon et s'installant par la suite sur la terre - pourrait également être un facteur.

Pour mieux comprendre le processus d'accumulation de méthylmercure dans le riz par dépôt, c'est-à-dire le mercure provenant de l'air qui pleut ou se dépose sur la terre, nous avons construit un modèle informatique pour analyser l'importance relative du sol et des sources atmosphériques de riz méthylmercure. Ensuite, nous avons projeté comment les futures concentrations de méthylmercure pourraient changer dans différents scénarios d'émissions.

Les concentrations de méthylmercure dans le riz sont inférieures à celles du poisson, mais en Chine centrale, les gens consomment beaucoup plus de riz que de poisson. Des études ont calculé que les résidents des régions où le sol est contaminé par le mercure consomment plus de méthylmercure que la dose de référence de l'US EPA de microgrammes de méthylmercure 0.1 par kilogramme de poids corporel par jour, un niveau établi pour se protéger contre les effets néfastes sur la santé tels que la diminution du QI. Des données récentes suggèrent que d'autres impacts neurodéveloppementaux du méthylmercure pourrait se produire à des niveaux inférieurs à la dose de référence. Cependant, peu d'études sur la santé ont examiné les effets de l'exposition au méthylmercure sur les consommateurs de riz en particulier.

Pour identifier la portée potentielle du problème, nous avons comparé les zones en Chine où les dépôts de mercure devraient être élevés sur la base de modèles de mercure, avec des cartes de la production de riz. Nous avons constaté que les provinces où les dépôts de mercure sont élevés produisent également des quantités substantielles de riz. Sept provinces du centre de la Chine (Henan, Anhui, Jiangxi, Hunan, Guizhou, Chongqing et Hubei) représentent 48 pour cent de la production de riz chinoise et reçoivent presque le double des dépôts atmosphériques de mercure comme le reste de la Chine.

Nous avons calculé que les dépôts de mercure pourraient augmenter de près de 90% ou diminuer de 60 percent de 2050, en fonction des politiques et technologies futures.

Notre approche de modélisation

Pour comprendre comment le mercure provenant de l'atmosphère pourrait être incorporé dans le riz sous forme de méthylmercure, nous avons construit un modèle pour simuler le mercure dans les rizières. Le méthylmercure est produit dans l'environnement par l'activité biologique, en particulier par les bactéries. Souvent, cela se produit dans des environnements inondés tels que les zones humides et les sédiments. De même, les rizières sont maintenues inondées pendant la saison de croissance, et l'environnement riche en nutriments créé par les racines de riz supporte à la fois la croissance bactérienne et la production de méthylmercure.

Notre modèle de rizière simule comment les changements de mercure se forment, s'accumulent et se transforment en méthylmercure dans différentes parties de l'écosystème, y compris dans l'eau, le sol et les plants de riz.

Dans notre modèle, le mercure pénètre dans l'eau immergée stationnaire par des processus de dépôt et d'irrigation, puis se déplace entre l'eau, le sol et les plantes. Après avoir initialisé et étalonné le modèle, nous l'avons utilisé pendant la période typique de cinq mois allant de la plantation de semis à la récolte de riz et avons comparé nos résultats aux mesures du mercure dans le riz en provenance de Chine. Nous avons également effectué différentes simulations avec des dépôts atmosphériques variables et des concentrations de mercure dans le sol.

En dépit de sa simplicité, notre modèle a pu reproduire comment les concentrations de méthylmercure dans le riz varient entre les différentes provinces chinoises. Notre modèle a pu refléter avec précision comment les concentrations plus élevées de mercure dans le sol ont conduit à des concentrations plus élevées dans le riz.

Mais le sol n'était pas toute l'histoire. Le mercure provenant de l'eau - qui peut provenir de l'eau noyée dans les rizières ou de l'eau contenue dans le sol - peut également influencer les concentrations dans le riz. Combien dépend des taux relatifs de différents processus dans le sol et l'eau. Dans certaines conditions, une partie du mercure dans le riz peut provenir du mercure dans l'atmosphère, une fois que le mercure est déposé dans la rizière. Ceci suggère que la modification des émissions de mercure pourrait potentiellement affecter les concentrations dans le riz.

Les futures émissions peuvent influencer le riz

Comment les taux de mercure dans le riz vont-ils changer à l'avenir?

Nous avons examiné un scénario à émissions élevées, qui suppose qu'aucune nouvelle politique de contrôle des émissions de mercure par 2050, et un scénario à faibles émissions, où la Chine utilise moins de charbon et les centrales au charbon, ont des contrôles avancés sur les émissions de mercure. Les concentrations médianes de méthylmercure dans le riz chinois ont augmenté de 13% dans le scénario haut et diminué de 18 dans le scénario bas. Les régions où le riz méthylmercure a le plus baissé en raison de contrôles politiques stricts se situaient en Chine centrale, où la production de riz est élevée et où le riz est une source importante d'exposition au méthylmercure.

La gestion des concentrations de mercure dans le riz nécessite donc une approche intégrée, traitant à la fois des dépôts et de la contamination des sols et de l'eau. Comprendre les conditions locales est également important: D'autres facteurs environnementaux non pris en compte par notre modèle, tels que l'acidité du sol, peuvent également influencer la production et l'accumulation de méthylmercure dans le riz.

Différentes stratégies de production de riz peuvent également aider - par exemple, alternance de cycles de mouillage et de séchage La culture du riz peut réduire la consommation d'eau et les émissions de méthane ainsi que les concentrations de méthylmercure dans le riz.

Nos scénarios sous-estiment probablement les avantages potentiels pour la santé des contrôles de la Convention de Minamata en Chine, qui est partie à la Convention. Nous n'incluons dans nos scénarios que les changements dans les émissions atmosphériques provenant de la production d'électricité, tandis que la Convention contrôle les émissions des autres secteurs, interdit l'extraction du mercure et traite les sites contaminés et les rejets terrestres et aquatiques.

La réduction du mercure pourrait également être bénéfique pour d'autres pays producteurs de riz, mais à l'heure actuelle, il existe peu de données disponibles en dehors de la Chine. Cependant, notre recherche suggère que le problème du mercure n'est pas seulement une histoire de poisson - et que les efforts politiques peuvent effectivement faire une différence.

À propos des auteurs

Noelle Eckley Selin, Professeur Associé de Données, Systèmes, et Société et Chimie Atmosphérique, Massachusetts Institute of Technology (MIT) et Sae Yun Kwon, professeur adjoint à la Division des sciences et de l'ingénierie de l'environnement, Pohang University of Science and Technology

Cet article a été publié initialement le The Conversation. Lis le article original.

Livres connexes

at Marché InnerSelf et Amazon