Schwefelhaltige Arsenverbindungen in den Böden von Reisfeldern waren mit bisherigen Messverfahren nicht zu identifizieren. Das ist insofern problematisch, als zumindest eine organische schwefelhaltige Arsenverbindung nachweislich die Entstehung von Krebserkrankungen begünstigt. Jetzt entwickelte ein internationales Forscherteam ein Messverfahren, das schwefelhaltige Arsenverbindungen erkennt.
Messverfahren, die bisher routinemäßig zur Kontrolle des Arsens auf Reisfeldern eingesetzt werden, waren nicht in der Lage, schwefelhaltige Arsenverbindungen in den Böden zuverlässig nachzuweisen. Das Problem: Die schwefelhaltigen Arsenverbindungen konnten nicht von den sauerstoffhaltigen Arsenverbindungen unterschieden werden. Forscher vermuten, dass die giftigen organischen schwefelhaltigen Arsenverbindungen infolge unzureichender Messverfahren bisher mit ungiftigen organischen sauerstoffhaltigen Arsenverbindungen verwechselt wurden.
Anorganische vs. organische sauerstoffhaltige Arsenverbindungen
Reis ist das weltweit wichtigste Nahrungsmittel und sichert die Lebensgrundlage für mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung. Deshalb müssen „die Aufnahme der unterschiedlichen schwefelhaltigen Arsenverbindungen in Reispflanzen und davon ausgehende potenzielle Gefahren für die menschliche Gesundheit (müssen) dringend weiter erforscht werden“, erklärt die Umweltgeochemikerin Professor Dr. Britta Planer-Friedrich, welche die Studie leitet. Sie fordert, dass künftig für alle giftigen Arsenverbindungen gesetzlich festgelegte Grenzwerte gelten. „Analytische Verfahren zur Grenzwertkontrolle, die alle diese Verbindungen korrekt erfassen, müssen zur Routine werden“, sagt die Bayreuther Wissenschaftlerin, die an der Universität Bayreuth forscht. Bislang gebe es nur für anorganische sauerstoffhaltige Arsenverbindungen einen gesetzlichen Grenzwert, organische sauerstoffhaltige Arsenverbindungen gelten als ungiftig.
Einschätzung von Gesundheitsrisiken
Im Forschungsprojekt wurde das neue Messverfahren erstmals über lange Zeiträume angewendet. Messungen auf Reisfeldern in Italien und China ergaben, dass die Mengen der auftretenden schwefelhaltigen Arsenverbindungen in einem signifikanten Zusammenhang mit den pH-Werten der Böden und weiteren einfach zu messenden Parametern stehen. Diese Erkenntnisse ermöglichen Ansätze zur Entwicklung von Prognose-Verfahren und damit der Einschätzung von Gesundheitsrisiken.
„Wenn sich künftig ohne großen technischen Aufwand vorhersagen lässt, auf welchen Reisfeldern besonders große oder nur geringe Mengen schwefelhaltiger Arsen-Verbindungen zu erwarten sind, wäre dies ein wichtiger Beitrag zur Einschätzung von Gesundheitsrisiken.“ Jiajia Wang, Doktorand an der Universität Bayreuth und Erstautor der Studie.
Risiko oder Chance
Dass schwefelhaltige Arsenverbindungen in die Reispflanze und auch bis ins Reiskorn gelangen können, wurde bei Untersuchungen in Bayreuther Laboratorien schon bestätigt. Zur Abklärung der von Arsenverbindungen ausgehenden gesundheitlichen Risiken sind weitere Studien jedoch unabdingbar. Offen ist zum Beispiel die Frage, auf welchen Transportwegen und in welchem Umfang diese Arsenverbindungen von den Reisfeldern in die Reiskörner gelangen.
Beim derzeitigen Erkenntnisstand ist nicht auszuschließen, dass die Gesamtbelastung von Reisernten mit Arsen sogar sinkt, wenn sich in den Böden schwefelhaltige statt sauerstoffhaltige Arsenverbindungen bilden. Das wäre dann der Fall, wenn schwefelhaltige Arsenverbindungen im Boden größtenteils zurückgehalten werden oder wenn Reispflanzen diese Verbindungen schlechter aufnehmen könnten.
Ob Arsenverbindungen insgesamt ein Risiko oder eine Chance für die Produktion von Reis darstellen, der möglichst geringe Mengen an gesundheitsgefährdendem Arsen enthält, bleibt also noch zu erforschen. „Erst dann können fundierte Handlungsanweisungen für das Wasser- oder Bodenmanagement auf Reisfeldern sowie die gezielte Züchtung neuer Reissorten gegeben werden“, sagt Planer-Friedrich.
Originalpublikation:
Wang J, Kerl C, Hu P, Martin M, Mu T, Brüggenwirth L, Wu G, Said-Pullicino D, Romani M, Wu L, Planer-Friedrich B: Thiolated arsenic species observed in paddy soil pore-waters, Nature Geoscience (2020), DOI: http://dx.doi.org/10.1038/s41561-020-0533-1
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