Загрязнение следовыми металлами и экологические эффекты на пяти сельхозкультурах вокруг типичной марганцевой добычи в Чунцине, Китай

Почему металлы в нашей пище имеют значение

Рис, кукуруза, арахис, соя и сладкий картофель составляют повседневный рацион миллионов людей в Китае и за его пределами. Но в районах, где добывают и выплавляют руды, богатые металлами, невидимые частицы этих металлов могут переноситься пылью, водой и почвой прямо в культуры, которые мы потребляем. В этом исследовании детально изучается сельскохозяйственные угодья вокруг крупной марганцевой промышленной зоны в Чунцине, Китай, чтобы ответить на простой, но срочный вопрос: какие из обычных культур там наиболее безопасны для еды, а какие незаметно приносят более высокую дозу токсичных металлов в организм?

Шахтерский узел рядом с обеденными столами

Округ Сюшань расположен в так называемом «Золотом треугольнике марганцевой промышленности» Китая, где добыча и выплавка марганцевой руды поддерживают значительную часть местной экономики. Однако те же самые виды деятельности выбрасывают коктейль следовых металлов — включая марганец, кадмий, хром, мышьяк и свинец — в воздух, реки и почвы. Исследователи отбирали образцы почвы и пяти основных культур, выращиваемых вдоль двух рек вблизи шахт и плавилен: риса, кукурузы, арахиса, сои и сладкого картофеля. Для каждой растения они разделяли корни, стебли, листья, оболочки и съедобные части и измеряли уровни металлов с помощью высокоточных приборов. Они также сравнивали эти уровни со стандартами безопасности пищевых продуктов и использовали модели оценки риска для здоровья на основе методов Агентства по охране окружающей среды США для оценки долгосрочных рисков для взрослых и детей.

Куда металлы попадают внутри каждого растения

Ученые обнаружили, что большинство металлов не устремляются напрямую в съедобные части. Вместо этого они, как правило, накапливаются в корнях и листьях — выступая почти как буфер, защищающий семена и запасные органы. Марганец, что неудивительно, оказался наиболее распространенным металлом во всех культурах вблизи марганцевых рудников, и рис накапливал его намного больше, чем другие виды. Рис также выделялся по содержанию хрома и мышьяка: целые растения содержали большие количества этих двух токсичных элементов по сравнению с кукурузой, арахисом, соей или сладким картофелем. Для сравнения, кадмий и цинк концентрировались в первую очередь в арахисе и сое. Тем не менее съедобные части почти всех культур показали относительно низкие «коэффициенты биоконцентрации», то есть лишь малая доля металла, присутствующего в почве, попадала в пищу на тарелке.

Рис выступает слабым звеном в вопросах пищевой безопасности

Когда команда преобразовала эти измерения в индексы загрязнения, рис последовательно занимал первое место по степени загрязнения. Уровни хрома и мышьяка в зернах риса были настолько высоки, что их совокупный показатель загрязнения при сравнении с китайскими продовольственными стандартами значительно превышал безопасный порог. Другие культуры выглядели лучше: хотя в их корнях и листьях иногда выявлялись тревожные количества металлов, таких как никель и свинец, съедобные части, которые фактически употребляют в пищу, как правило, оставались в пределах нормативов. В частности, сладкий картофель показал наименьшее общее загрязнение — несмотря на то, что его съедобный корнеплод растет непосредственно в почве, содержащей эти металлы — что говорит о том, что этот вид культуры относительно хорошо защищает свои запасные ткани от загрязнителей.

Дети подвергаются наибольшему риску для здоровья

Чтобы понять, что эти цифры означают для реальных людей, исследователи оценили, сколько металла в среднем взрослый или ребенок будут потреблять через каждую культуру на протяжении многих лет. Для сладкого картофеля, кукурузы, арахиса и сои совокупные показатели риска для здоровья оставались ниже уровня, считающегося опасным для обеих возрастных групп. Рис показал другую картину. Поскольку его едят в больших количествах, особенно на юге Китая, и потому что в зернах риса выявлены повышенные уровни хрома и мышьяка, длительное употребление риса из этой горнодобывающей зоны может вызвать хронические проблемы со здоровьем. Модели указывают, что взрослые уже подвергаются существенному риску из‑за хрома в рисе, тогда как дети — которые едят много пищи относительно массы тела — сталкиваются с риском хронических токсических эффектов от воздействия мышьяка, даже если измеренный уровень мышьяка в зерне ниже официального продовольственного предела.

Что это означает для фермеров и семей

С точки зрения непрофессионала послание исследования простое: в этом регионе добычи марганца рис является наиболее рискованной основной культурой, тогда как сладкий картофель, арахис, соя и кукуруза — сравнительно более безопасные варианты. Авторы утверждают, что сокращение загрязнения следовыми металлами у источника — за счет лучшего контроля пыли, сточных вод и хвостов от шахт и плавилен — имеет решающее значение. Тем временем перевод части полей с риса на культуры с меньшей склонностью к накоплению, улучшение качества оросительной воды и применение обработок почвы, таких как биоуголь, могут уменьшить количество токсичных металлов, попадающих в пищу. Для семей, живущих возле таких промышленных зон, внимание к тому, какие культуры и с каких полей поступают в дом, может тихо, но заметно снизить долгосрочные риски для здоровья, особенно для детей.

Цитирование: Zhang, Y., Li, X., Kong, F. et al. Trace metal pollution and ecological effects on five crops around a typical manganese mining area in Chongqing, China. Sci Rep 16, 6660 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37535-6

Ключевые слова: добыча марганца, следовые металлы в культурах, загрязнение риса, безопасность пищевых продуктов, мышьяк и хром