Onderzoekers van de Universiteit van Bayreuth, samen met wetenschappers uit Italië en China, hebben voor het eerst systematisch onderzocht onder welke omstandigheden, en in welke mate, zwavelhoudende arseenverbindingen worden gevormd in rijstteeltgronden. Daten, met deze thioarsenaten is geen rekening gehouden bij de beoordeling van de gezondheidseffecten van rijstconsumptie. In het journaal Natuur Geowetenschappen de wetenschappers presenteren hun resultaten en identificeren de dringende behoefte aan onderzoek om de consument te beschermen tegen gezondheidsrisico's.

Een nieuwe meetmethode voor thioarsenaten

Het onderzoeksteam, onder leiding van de Bayreuth milieu-geochemicus Prof. Dr. Britta Planer-Friedrich, heeft een meetmethode ontwikkeld waarmee thioarsenaten in rijstgronden betrouwbaar kunnen worden gedetecteerd. Tot nu toe, de methoden die routinematig worden gebruikt om arseen in rijstvelden te controleren, waren hiervoor niet voldoende. Dit komt omdat ze zwavelhoudende arseenverbindingen niet als zodanig kunnen identificeren, of om ze te onderscheiden van zuurstofhoudende arseenverbindingen. Deze tekortkoming is zeer problematisch in termen van mogelijke gezondheidsrisico's. Van ten minste één organische zwavelhoudende arseenverbinding die in rijstvelden is ontdekt, is al bekend dat deze kankerverwekkend is. Dit maakt het des te belangrijker om specifiek organische zwavelhoudende arseenverbindingen op te sporen, en om ze te onderzoeken op hun giftigheid. Vermoedelijk, deze verbindingen zijn tot nu toe verward met niet-toxische organische geoxygeneerde arseenverbindingen vanwege ontoereikende meetprocedures.

Limietbewaking voor alle giftige arseenverbindingen

"De opname van de verschillende thioarsenaten in rijstplanten en de mogelijke risico's voor de menselijke gezondheid die daaruit voortvloeien, vereisen dringend verder onderzoek. Rijst is 's werelds belangrijkste voedingsmiddel en vormt de basis van het leven voor meer dan de helft van de wereldbevolking, " legt Planer-Friedrich uit, en pleit ervoor om in de toekomst wettelijk gedefinieerde limieten vast te stellen voor alle giftige arseenverbindingen. "Analytische procedures voor limietbewaking, die al deze verbindingen correct detecteren, moet routine worden", zegt de Bayreuth-wetenschapper. Momenteel, er is alleen een wettelijke limiet voor anorganische geoxygeneerde arseenverbindingen, terwijl organische geoxygeneerde arseenverbindingen nog steeds als niet-toxisch worden gecategoriseerd.

Nieuwe benaderingen voor prognosemethoden

Met hun nieuwe meetmethode de onderzoekers hebben de vorming van zwavelhoudende arseenverbindingen gedurende lange tijd waargenomen in rijstvelden in Italië en China. Het blijkt dat de hoeveelheden thioarsenaten die voorkomen sterk verband houden met de pH-waarden van de bodem en andere gemakkelijk meetbare parameters. "Deze bevindingen bevatten waardevolle aanknopingspunten voor de ontwikkeling van voorspellingsmethoden. Als we in de toekomst zouden kunnen voorspellen, zonder grote technische inspanning, waarop rijstvelden bijzonder grote of slechts kleine hoeveelheden zwavelhoudende arseenverbindingen te verwachten zijn, het zou een belangrijke bijdrage leveren aan de beoordeling van gezondheidsrisico's", zegt de Bayreuth Ph.D. student en eerste auteur van de studie, Jiajia Wang MSc.

Dringende behoefte aan onderzoek naar kansen en risico's

De auteurs van de nieuwe studie achten verder onderzoek onontbeerlijk om de gezondheidsrisico's van thioarsenaten wetenschappelijk te kunnen beoordelen. Bijvoorbeeld, de exacte transportroutes waarmee deze arseenverbindingen van de rijstvelden naar de rijstkorrels worden overgebracht, en in welke mate, moet worden verduidelijkt. Studies in Bayreuth-laboratoria hebben al bevestigd dat zwavelhoudende arseenverbindingen de rijstplant kunnen binnendringen en zelfs de rijstkorrel kunnen bereiken. Echter, op basis van onze huidige kennis, het valt niet uit te sluiten dat de totale arseenverontreiniging van rijstoogsten zelfs zou kunnen afnemen als er zwavelhoudende in plaats van zuurstofhoudende arseenverbindingen in de bodem worden gevormd. Dit zou het geval zijn als zwavelhoudende arseenverbindingen grotendeels in de bodem zouden worden vastgehouden, of als rijstplanten deze verbindingen minder goed konden opnemen.

Aan de universiteit van Bayreuth, deze relaties worden onderzocht in de onderzoeksgroepen van prof.dr. Britta Planer-Friedrich en van plantenfysioloog prof. dr. Stephan Clemens. De Duitse Onderzoeksstichting (DFG) en het Federale Ministerie van Onderwijs en Onderzoek (BMBF) ondersteunen deze interdisciplinaire onderzoeksprojecten. "Onze verdere studies zullen aantonen of thioarsenaten als geheel een risico of een kans vormen voor de productie van rijst met de laagst mogelijke hoeveelheden arseen, wat gevaarlijk is voor de gezondheid. Alleen dan kunnen verdere richtlijnen voor water- of bodembeheer in rijstvelden en het gericht kweken van nieuwe rijstrassen worden ontwikkeld, ", zegt Planer-Friedrich.