世界各地的人们在日常饮食中都会食用大米。但除了营养和热量外，大米还可能含有少量砷，大量摄入砷与多种健康状况和饮食相关癌症有关。华盛顿大学的研究人员发现，在大多数气候变化预测下的较高温度，可以导致大米中砷浓度的增加。该团队将于12月10日在旧金山的美国地球物理联盟秋季会议上展示这些发现。资深作者Rebecca Neumann表示，温度越高，土壤中释放的砷越多。
我们发现土壤温度对大米中砷含量的影响，即使在砷含量相对较低的土壤中，较高的温度仍会导致谷物中砷浓度的增加，这引起了我们对健康的担忧。如果这些结果代表了我们可能预期的田间种植大米的情况，那么气候变化可能会加剧砷污染大米的问题。砷自然存在于土壤中，尽管在历史上使用过含砷除草剂的地区或灌溉水中含有砷的地区，其浓度更高。当农民在淹水条件下种植水稻等作物时，砷会从土壤中被抽出并进入水中。
首席作者Yasmine Farhat表示，植物就像一根大管子或吸管，从根部吸水到叶子。大米自然吸收砷，因为砷模仿了这些植物优先从土壤中提取的其他分子。这是一个砷浓集的完美风暴。为了确定大米在较高温度下是否会吸收更多的砷，研究小组从加利福尼亚州戴维斯的一个稻田中收集了土壤。回到西雅图后，研究人员在温度可控的生长室内用这种土壤种植水稻。他们比较了四种不同温度条件下的砷吸收情况。
一些植物在加利福尼亚该地区的正常条件下生长：白天平均77华氏度（25摄氏度）。其他植物则在反映该地区到本世纪末不同潜在变暖水平的逐渐升高的温度下生长：82华氏度（28摄氏度），87华氏度（30.5摄氏度）和91华氏度（33摄氏度）。夜间温度比白天低3.6华氏度（2摄氏度）。随着温度的升高，研究小组看到砷的吸收增加到研究人员观察到的植物的每个部分——包括大米谷物。
Farhat说，对于茎和叶，随着我们增加温度，砷浓度的增加是明显的。对于谷物，最高温度使植物压力过大，以至于它们没有产生任何谷物。但这些其他两种温度预测显示，大米谷物中的砷含量也有类似的增加。谷物中的砷浓度在低温和高温处理之间增加了三倍以上。砷对水稻植物也是一种毒素，它们有机制保护自己免受更高水平的砷。一种方法包括启动一种蛋白质，该蛋白质在植物的特定细胞和组织中隔离砷。
但当研究人员在较高温度下测量其植物中这种蛋白质的表达水平时，他们发现与在今天相对较低温度下生长的植物相比没有差异。Farhat说，也许我们土壤中的砷浓度太低，植物没有意识到它需要启动其防御机制。我们没有对这些低砷系统给予太多关注，但我们的数据表明，随着温度开始变暖，即使在砷含量低的土壤中种植的水稻也可能面临谷物中砷含量增加的风险。砷的不同形式毒性不同。
该团队现在正与华盛顿大学塔科马分校的研究人员合作，开发一种方法，使他们能够看到植物不同部分中的砷形式。这样，他们可以更好地了解对人们的任何潜在健康风险。Farhat说，砷的所有形式对我们和植物都不利。增加砷可以减少作物产量。这对稻农来说在经济上是不利的。我希望人们记住，即使他们不吃很多大米，很多人也严重依赖这种作物。当我们在思考和规划未来时，我们需要记住大米触及了很多人，我们应该共同努力。