Kwa nini ongezeko la joto duniani linaweza 'kusababisha sumu' katika mchele?

Mchele ni chakula kikuu kwa zaidi ya nusu ya idadi ya watu duniani. Hutumiwa kila siku na watu wengi zaidi kuliko ngano au mahindi.

Kwa hivyo upo wasiwasi kwamba wanasayansi wamefichua ugunduzi wa hivi karibuni: kadiri uzalishaji wa kaboni unavyoongezeka, na joto kuongezeka duniani, viwango vya kemikali zenye sumu katika mchele huongezeka.

Uwepo wa kemikali hizi katika mchele umejulikana kwa muda mrefu kuwa tatizo.

Karibu mchele wote una kemikali yenye sumu. Kemikali hii inayotokea kiasili inaweza kujilimbikiza kwenye udongo wa mashamba ya mpunga, na kuchafua nafaka za mpunga zinazolimwa.

Lakini kiasi kinachopatikana katika nafaka za mchele kinaweza kutofautiana kwa kiasi kikubwa, kutoka chini ya mipaka inayopendekezwa na mashirika ya udhibiti hadi viwango vya juu zaidi.

Nchini Brazil,kwa kawaida uwepo wa kemikali za sumu katika mchele si tatizo.

Kemikali yenye sumu katika mchele husababbisha hatari kiafya, hasa kwa sababu ya mabadiliko ya tabianchi.

Mamlaka ya Kitaifa ya Usimamizi wa Afya ya Umma ya Brazil (Anvisa) inaeleza kuwa kwa kuwa kemikali hizi hupatikana kwa asili katika ardhi, inaweza pia kuwepo kwenye maji na vyakula.

Kwa sababu hiyo, kuna kikomo cha juu kilichowekwa kisheria kuhusu kiasi cha sumu hiyo kinachokubalika kwenye chakula.

Kiwango cha juu cha kemikali hiyo kinachoruhusiwa nchini Brazil ni:

0.20 mg kwa kila kilo ya mchele mweupe

0.35 mg kwa kila kilo ya mchele wa brown (mchele wa maganda)

Bruno Lemos Batista, profesa wa kemia katika Chuo Kikuu cha Shirikisho cha ABC (UFABC), mmoja wa watafiti wa kwanza kuchunguza kuhusu kemikali hii katika vyakula nchini Brazil, anasema kuwa tafiti zake za hivi karibuni zinaonyesha kuwa viwango vya arseniki viko ndani ya mipaka ya kimataifa na ya sheria ya Brazil.

Tathmini ya mwisho ya Anvisa ilifanyika mwaka 2023, na pia ilibaini kuwa hali ilikuwa ya kawaida.

Hata hivyo, Lemos anaonya kwamba hata kiasi kidogo cha kemikali yenye sumu isiyo ya kikaboni kinachopatikana kupitia chakula au maji ya kunywa kinaweza kusababisha:Saratani,Magonjwa ya moyo na hata Kisukari.

Anasema pia kuwa, "kama tungeweka kiwango sifuri cha arseniki katika vyakula, huenda tusingekuwa na chakula kabisa cha kutufaa kula." Kwa sasa, viwango vilivyowekwa kwa mchele vinahusishwa na matukio machache sana ya magonjwa yanayosababishwa na kemikali hiyo.

"Hii hupunguza hatari na kuruhusu matumizi ya mchele, lakini hatari bado ipo," anaongeza Lemos.

Watafiti duniani kote wanaendelea kutafuta mbinu za kupunguza kemikali yenye sumu kwenye mchele.

Wakati huo huo, kuna njia za kupika mchele zinazoweza kusaidia kuondoa sehemu ya kemikali hiyo hatari kwenye nafaka.

Lakini tafiti mpya kuhusu mkusanyiko wa arseniki isiyo ya kikaboni zimeonesha kuwa tatizo linaweza kuongezeka kutokana na mabadiliko ya tabianchi.

Watafiti walipanda aina 28 tofauti za mchele katika maeneo manne tofauti nchini China, chini ya hali ya majaribio kwa kipindi cha miaka 10.

Waligundua kuwa viwango viliongezeka kadri viwango vya hewa ya kaboni (CO₂) kwenye anga na joto la dunia vilivyoongezeka.

Baadaye, wataalamu wa magonjwa walichunguza mwenendo wa kisayansi kuonesha jinsi viwango hivyo vya kemikali yenye sumu vinavyoweza kuathiri afya ya watu kwa kuzingatia matumizi ya sasa ya mchele.

Walibaini kuwa ongezeko hilo la viwango vya kemikali yenye sumu linaweza kusababisha hadi kiasi cha watu milioni 19.3 kupata ugonjwa wa saratani nchini China pekee.

"Kemikali yenye viambata vya sumu isiyo ya kikaboni imebainishwa, katika tafiti nyingi zaidi ya inavyodhaniwa, kuwa na uwezo wa kusababisha saratani, na pia kuwa na madhara kwa afya ya mapafu na moyo, kuna orodha ndefu ya madhara," anasema Lewis Ziska, profesa wa sayansi ya afya ya mazingira katika Chuo Kikuu cha Columbia, New York, na mshiriki mwandishi wa utafiti huo.

"Na viashiria viwili vya mabadiliko ya tabianchi, kuongezeka kwa CO₂ na kuongezeka kwa joto, vinachangia kuongeza kiasi cha kemikali hiyo yenye sumu."

Ni muhimu kuonyesha kuwa matokeo mabaya zaidi yaliyotabiriwa na watafiti yanazidi hata hali mbaya ya kawaida inayoelezewa na Jopo la Kimataifa la Mabadiliko ya Tabianchi (IPCC), chombo cha Umoja wa Mataifa kinachoshughulikia hali ya hewa.

Utabiri huu wa hali mbaya unaeleza kwamba joto la dunia litaongezeka kwa nyuzi 2°C, na kwamba viwango vya CO₂ vitaongezeka kwa sehemu milioni 200 kati ya mwaka 2025 na 2050.

Hali hii inatoa mwelekeo wa kile kinachoweza kutokea kwenye mashamba ya mchele siku zijazo ikiwa uzalishaji wa kaboni hautapunguzwa.

Ingawa watafiti walilenga maeneo nchini China kwa ajili ya majaribio yao, wanasema athari hizi huenda zikajitokeza pia kwenye mchele unaolimwa Ulaya na Marekani, kwa sababu kemikali yenye sumu isiyo ya kikaboni ni ya kawaida katika mchele unaolimwa duniani kote.

"Sisi si wa kwanza kuchunguza athari za CO₂, wala si wa kwanza kuchunguza joto, lakini tulikuwa wa kwanza kuviweka viwili hivyo pamoja katika mazingira halisi ya kilimo. Na hicho ndicho kilichotushangaza," anasema Ziska.

Bila shaka, tafiti hii ina mipaka, ikiwa ni pamoja na vigezo vilivyotumika kwa utabiri wa mwaka 2050.

Kwa mfano, tafiti zilidhani kuwa watu bado watakuwa wanatumia kiwango sawa cha mchele kwa kila mtu mwaka 2050 kama ilivyokuwa mwaka 2021, ijapokuwa inajulikana kuwa kadri nchi zinavyokuwa na maendeleo zaidi ya kiuchumi, matumizi ya mchele hupungua.

Pia, utafiti ulieleza kuwa watu bado wataendelea kula zaidi mchele mweupe kuliko mchele wa kahawia (brown rice), kama ilivyo sasa.

Kutokana na jinsi unavyosafishwa, mchele mweupe una kiasi kidogo cha kemikali yenye sumu isiyo ya kikaboni ikilinganishwa na mchele wa kahawia, hivyo, kama watu wangeanza kula zaidi mchele wa kahawia, hali ingekuwa mbaya zaidi.

Hata hivyo, hii ni moja ya tafiti za kina zaidi kuwahi kufanyika kuhusu suala hili, anasema Andrew Meharg, profesa katika Shule ya Sayansi ya Biolojia katika Chuo Kikuu cha Queen's, Belfast, Ireland ya Kaskazini, ambaye ni mtafiti mashuhuri wa masuala ya kemikali yenye sumu kwenye mchele, ingawa hakuhusika kwenye utafiti huo. "Ni utafiti ulio imara zaidi kwa kiwango kinachowezekana."

Binadamu wamegundua kwa mamia ya miaka kwamba kemikali hizi ni sumu. Asili yake isiyo na ladha, rangi, wala harufu ilifanya iwe namna maarufu ya kumuua adui katika mahakama za Roma ya kale na Ulaya ya Kati.

Hata hivyo, ikiwekwa kwa kiasi kidogo mara moja, arseniki haiwezi kusababisha sumu haraka.

Katika miongo ya hivi karibuni, wanasayansi wamegundua kuwa hata kiasi kidogo cha kemikali hii arseniki kinaweza kusababisha madhara makubwa kwa afya ikiwa mtu atatumia kwa muda mrefu katika maisha yake.

Hali hii ni ya kweli hasa kwa kemikali arseniki isiyo ya kikaboni, aina hii ambayo haina atomi za kaboni, ambayo ina uwezo mkubwa wa kujifunga na molekuli hai mwilini, inaweza kusababisha uharibifu.

Ingawa hupatikana kwa asili kwenye miamba na udongo, arseniki isiyo ya kikaboni pia inaweza kuwa matokeo ya shughuli za binadamu kama vile uchimbaji madini, uchomaji wa makaa ya mawe, na michakato mingine ya viwandani.

Hii inamaanisha kuwa arseniki isiyo ya kikaboni hupatikana kwa wingi hasa katika maji ya ardhini kwenye maeneo mbalimbali, ikiwa ni pamoja na Amerika Kusini, na sehemu za Asia Kusini na Kati.

Lakini watu katika maeneo mengine pia wako hatarini: kwa mfano, nchini Marekani, zaidi ya 7% ya wamiliki wa visima binafsi sawa na watu milioni 2.1, hutumia maji yenye viwango hatari vya kemikali hii isiyo ya kikaboni.

Ulimwenguni kote, takriban watu milioni 140 hunywa maji yenye arseniki zaidi ya viwango vilivyopendekezwa na Shirika la Afya Duniani (WHO).

Zaidi ya maji ya kunywa, chanzo kikuu cha kemikali hii yenye sumu arseniki kwenye chakula ni mchele.

Katika maeneo ambayo maji ya ardhini yana kiwango kidogo cha arseniki, kama Ulaya, mchele ndiyo chanzo kikuu cha arseniki isiyo ya kikaboni kwenye lishe.

Tatizo linahusiana moja kwa moja na jinsi asilimia 75 ya mchele duniani huzalishwa, anasema Ziska yaani, hupandwa kwenye mashamba ya mpunga yaliyojaa maji.

Mchele huwa na ushindani mkubwa dhidi ya magugu. Mchele unaweza kukua majini, lakini magugu mengi hayawezi. "Hii humwezesha mkulima kudhibiti magugu bila dawa wala kung'oa kwa mikono," anaeleza Ziska. "Lakini kuna upande wa pili. Tatizo ni kwamba, kwa kuwa mashamba hayo yanajazwa maji, udongo unakosa oksijeni."

Katika mazingira haya yasiyo na oksijeni, bakteria wa anaerobia walioko kwenye udongo hutumia kemikali hii kama mbadala wa oksijeni katika wakati wa mchakato wao wa upumuaji.

Bakteria hawa huchochea michakato ya kikemikali na madini mengine ya udongo ambayo hufanya arseniki iwe rahisi kufyonzwa na mimea ya mpunga kupitia mizizi.

"Unapobadilisha hali ya udongo kwa kupunguza oksijeni, kemikali hii yenye sumu arseniki hujitokeza," asema Ziska.

Hali hii hubadilisha kabisa mazingira ya bakteria wa udongo, na kusababisha kuongezeka kwa aina ya bakteria wanaopenda kemikali hii yenye sumu.

Na hilo ndilo Ziska na wenzake wanatabiri kuwa litaongezeka zaidi kutokana na ongezeko la joto na viwango vya CO₂ angani.

"Bakteria hawa wa ardhini wanapata kaboni zaidi, joto linaongezeka, na wanakuwa wenye shughuli nyingi zaidi," asema Ziska.

"Ni athari ya pamoja (synergistic)." Unapowapa bakteria hawa joto zaidi na kaboni zaidi, wanastawi kwa kasi, na hali hiyo huenda ikawa hatari.

Ziska na timu yake waligundua kuwa athari hii ilitokea katika aina takribani 90% ya mchele waliopanda, aina 28 tofauti, katika kipindi cha miaka 10 ya utafiti.

Kinachowatia hofu wataalamu wa afya ya umma ni kwamba kadri tafiti zaidi kuhusu arseniki isiyo ya kikaboni zinavyofanyika, ndivyo madhara yake kwa binadamu yanavyoonekana kuwa mabaya zaidi.

Mnamo Januari 2025, taasisi ya Ulinzi wa Mazingira nchini Marekani (EPA) ilibainisha tathmini yake kuhusu "kiwango cha uwezo wa kusababisha saratani" kwa arseniki isiyo ya kikaboni, kwa kuzingatia tafiti mpya kuhusu uhusiano wa arseniki na magonjwa.

Tathmini mpya ilionyesha kwamba:

"Arseniki ni kisababishi cha saratani chenye nguvu zaidi kuliko tulivyodhani awali," anasema Keeve Nachman, profesa wa afya ya mazingira na uhandisi katika Shule ya Afya ya Umma ya Johns Hopkins Bloomberg, na mwandishi mwenza wa utafiti kuhusu mchele na arseniki.

Sasa kuna ushahidi thabiti kwamba arseniki haiongezi tu hatari ya saratani ya ngozi, bali pia ya mapafu na kibofu cha mkojo.

Zaidi ya saratani, arseniki isiyo ya kikaboni huongeza hatari ya magonjwa ya moyo na kisukari. Iwapo mwanamke mjamzito atakula chakula chenye kemikali hii arseniki, kuna hatari kubwa ya:

Kifo cha mtoto tumboni au mara tu baada ya kuzaliwa

Uzito mdogo wa mtoto anapozaliwa, hali ambayo huathiri afya yake baadaye maishani, ikiwemo magonjwa ya moyo

Athari kwa maendeleo ya kiakili kwa mtoto

Kwa mtu mmoja mmoja, hatari ni ndogo. Kwa mfano, tathmini ya karibuni ya EPA ilibaini kuwa:

Kula kemikali hii arseniki isiyo ya kikaboni kwa kiwango cha microgramu 0.13 kwa kila kilo ya uzito wa mwili kwa siku — ambayo ni microgramu 7.8 kwa mtu mwenye kilo 60 — huongeza hatari ya kupata saratani ya kibofu kwa takriban 3%, na kisukari kwa takriban 1%.

Hata hivyo, katika jamii fulani — hasa zile zinazotegemea sana mchele — hatari hizi ndogo hujilimbikiza kwa kiwango kikubwa.

Na kama utabiri wa Ziska na wenzake utatimia, idadi ya watu watakaoathirika kutokana na arseniki inaweza kuongezeka sana katika miongo ijayo, hasa katika maeneo ambayo mchele ni chakula kikuu.

Kwa hiyo, mbali na kupunguza uzalishaji wa kaboni na kuzuia ongezeko la joto, nini kingine kinaweza kufanywa?

"Hatuwezi kujidanganya kuwa tutasitisha ulaji wa mchele — hilo halitekelezeki," anasema Nachman. Mbali na kuwa sehemu muhimu ya mila za chakula duniani, mchele ni tegemeo kwa watu maskini, ambapo baadhi yao hupata hadi nusu ya kalori zao za kila siku kutoka kwenye mchele.

"Lakini tunahitaji kufanya mambo kwa njia tofauti."

Kwa mujibu wa Bruno Lemos, profesa kutoka UFABC, njia moja ya kupunguza athari za arseniki ni kutambua maeneo au aina za mchele zenye kiwango kidogo cha arseniki, na kuuelekeza kwa makundi nyeti zaidi kama:

Watoto

Wajawazito

Wazee

Watafiti pia wanafanya majaribio kuona kama aina tofauti za usimamizi wa maji zinaweza kusaidia kupunguza arseniki.

Njia moja ni ile ambayo badala ya kuacha shamba la mchele liwe na maji kila wakati, linawekewa maji kidogo, linaachwa likauke, halafu linamwagiliwa tena. Njia hii imeonekana kupunguza kiasi cha arseniki isiyo ya kaboni.

Lakini kuna tatizo jingine.

"Njia hiyo huongeza kiwango cha chuma kingine kinachoitwa 'cadmium'," anasema Meharg.

Na cadmium huonekana kuwa na tishio kubwa hata zaidi — kinaweza kusababisha:

Saratani ya matiti, mapafu, kongosho, tezi dume, na magonjwa ya ini na figo.

Kwa kuwa baadhi ya aina za mchele hukusanya kiwango kidogo cha arseniki isiyo ya kikaboni, kuna nia ya kuchunguza zaidi kilimo cha aina hizo.

Suluhisho jingine linaweza kuwa kuongeza salfa kwenye maji, kwa kuwa inaweza kufyonza kemikali kama arseniki.

Njia nyingine ya kubadilisha microbiome ya mashamba inaweza kuwa kuongeza aina fulani za mbolea , mchanganyiko mmoja uliopunguza kiwango cha arseniki ulikuwa ni mchanganyiko wa mimea inayotambaa na samadi ya kuku.

Hata hivyo, tafiti zaidi zinahitajika kuhusu mbinu hizi zote.

Njia nyingine inayoweza kusaidia ni kulima mchele kwa kutumia maji ya mvua, au katika maeneo ambapo udongo na maji ya umwagiliaji yana kiwango cha chini cha arseniki.

Imebainika kuwa mchele wa Afrika Mashariki, ambao unategemea mvua badala ya umwagiliaji, una kiwango cha chini sana cha arseniki isiyo ya kikaboni, vivyo hivyo kwa mchele wa Indonesia.

Kwa upande mwingine, mchele unaolimwa Marekani, Amerika ya Kati na Kusini, Asia ya Kusini, Mashariki, Ulaya na Australia umeonyesha kuwa na kiasi kikubwa zaidi cha arseniki.

Watafiti wanasema kuwa inahitajika ufuatiliaji bora zaidi na kanuni madhubuti kuhusu kiwango cha arseniki kwenye vyakula.

"Watunga sera wamekuwa wakisita kwa miongo kadhaa," anasema Marham.

Kwa sasa, FDA (mamlaka ya chakula na dawa ya Marekani) haijaanzisha kiwango maalum cha arseniki kwenye mchele wa watu wazima, lakini imeweka kikomo cha 0.1 mg/kg kwa mchele wa watoto wachanga.

Mwaka 2023, Umoja wa Ulaya uliweka viwango vipya vya juu vya arseniki isiyo ya kikaboni kwenye mchele, yaani 0.2 mg/kg, huku China ikipendekeza kuweka viwango sawa.

Hata hivyo, mapendekezo haya hayazingatii ukweli kwamba baadhi ya jamii hula mchele mwingi zaidi kuliko nyingine.

"Kuna njia za kupunguza kiasi cha arseniki isiyo ya kikaboni, lakini hilo litahitaji mabadiliko ya msingi katika usimamizi wa kilimo cha mchele kwa sasa," anasema Ziska.

"Hili linahitaji kupewa kipaumbele, kwa kuwa linaathiri watu wengi duniani kote."