환경 기후 변화가 쌀의 비소에 미치는 영향
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기후 변화가 쌀의 비소에 미치는 영향
쌀은 전 세계 수십억 명의 주식이지만, 새로운 연구에 따르면 기후 변화가 쌀에 함유된 비소 수치를 증가시킬 수 있다고 합니다. 쌀은 전 세계 인구의 절반
이상이 주식으로 삼고 있으며 , 밀 이나 옥수수 보다 더 많은 사람들이 매일 쌀을 섭취합니다 . 따라서 과학자들이 최근 연구 결과를 발표했을 때 우려를 표명했습니다. 탄소 배출량이 증가하고 지구 온난화가 지속됨에 따라 쌀의 비소 수치도 상승할 것이라는 것입니다. 쌀의 비소 함유는 오랫동안 문제로 알려져 왔습니다. 거의 모든 쌀에는 비소가 함유되어 있습니다. 이 유해한 자연 발생 화학 물질은 논 토양에 축적되어 그곳에서 재배되는 쌀알에 스며들 수 있습니다. 그러나 쌀알에서 발견되는 비소의 양은 규제 기관이 정한 권장량 보다 훨씬 낮은 경우도 있고 , 몇 배 높은 경우 도 있습니다 . 음식이나 식수를 통해 소량의 무기 비소 를 섭취하더라도 암을 비롯한 심혈관 질환, 당뇨병과 같은 다양한 건강 문제를 유발할 수 있습니다. 전 세계 연구자들은 쌀의 비소 함량을 줄이는 방법을 연구해 왔습니다. 그동안 쌀을 조리하여 곡물에서 이 유해 성분을 추출하는 방법도 연구되고 있습니다(자세한 내용은 기사 하단의 상자를 참조하세요). 그러나 무기 비소 축적에 대한 새로운 연구에 따르면 기후 변화로 인해 무기 비소 축적이 더 큰 문제가 될 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 연구진은 10년 동안 중국 네 곳에서 28가지 품종의 벼를 실험 조건으로 재배했습니다. 대기 중 이산화탄소(CO2) 농도와 기온이 상승함에 따라 쌀의 비소 함량이 증가하는 것을 발견했습니다. 그 후 역학자들은 현재 쌀 소비량에서 이러한 비소 함량이 사람들의 건강에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 모델링했습니다. 그들은 쌀의 비소 함량이 증가할 경우 중국에서만 약 1,930만 건의 암 발생이 증가할 수 있다고 추정했습니다. 게티 이미지: 이산화탄소 농도와 기온이 계속 상승함에 따라 쌀의 비소 함량이 증가할 수 있습니다(출처: 게티 이미지).
"무기 비소는 발암 물질이며 폐 건강과 심혈관 건강에 악영향을 미치는 것으로 밝혀진 연구가 너무 많아서 일일이 열거하기 어렵습니다."라고 이 연구의 공동 저자인 뉴욕 컬럼비아 대학교 환경보건과학 부교수 루이스 지스카는 말합니다. "그리고 기후 변화의 두 가지 지표인 이산화탄소 증가와 기온 상승으로 인해 더 많은 양이 발생하고 있습니다." 연구진이 제시한
최악의 시나리오는 유엔 기후 변화 기구인 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)에서 사용하는 고배출 "평소와 같은 상황" 시나리오를 훨씬 뛰어넘는다는 점에 주목할 필요가 있습니다. 가장 암울한 예측은 2025년에서 2050년 사이에 기온이 섭씨 2도 상승하고 이산화탄소 농도가 백만분의 200(ppm) 추가 증가하는 것을 가정합니다. 하지만 이 예측은 탄소 배출량을 줄이지 않을 경우 미래에 벼 작물에 어떤 일이 일어날지 보여주는 단적인 예를 제공합니다.
연구진은 실험을 위해 중국 내 지역에 초점을 맞추었지만, 무기 비소는 전 세계 쌀에서 흔히 발견되기 때문에 유럽과 미국을 포함한 지역에서 재배된 쌀에서도 이러한 영향이 나타날 가능성이 높다고 말합니다 .
"저희가 이산화탄소를 연구한 최초의 연구자도 아니고, 온도를 연구한 최초의 연구자도 아닙니다. 하지만 현장에서 이들을 결합한 최초의 연구자입니다. 그리고 그것이 저희를 놀라게 했습니다."라고 지스카는 말합니다.
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물론 이 연구에는 2050년 시나리오에 대해 선택한 지표 외에도 한계가 있습니다. 첫째, 이 연구는 사람들이 2050년에도 2021년에 먹던 것과 같은 양의 쌀을 계속 소비할 것이라고 가정했습니다. 하지만 국가가 부유해짐에 따라 쌀 소비는 감소하는 경향이 있습니다. 둘째, 현재처럼 사람들이 현미보다 백미를 훨씬 더 많이 먹을 것이라고 가정했습니다. 백미는 가공 방식 때문에 현미보다 무기 비소 함량이 낮습니다. 따라서 백미 를 현미로 바꾸면 수치가 더 악화될 수 있습니다.
그럼에도 불구하고, 이 연구는 이 주제에 대한 "가장 포괄적인 연구 중 하나"라고 퀸스 대학교 벨파스트 생물학과 교수이자 쌀과 비소를 오랫동안 연구해 온 앤드류 메하그는 말했습니다. 그는 이 연구에 참여하지 않았습니다. "이 연구는 지금까지 나온 연구 중 가장 강력한 연구입니다."
게티 이미지
침수된 논에서는 토양의 혐기성 박테리아가 산소 부족으로 비소로 변합니다. (출처: 게티 이미지)
인류는 수백 년 동안 비소가 독성이 있다는 것을 알고 있었습니다. 무미, 무색의냄새가 없는 특성으로 인해 고대 로마 법정에서 적을 처리하는 데 선호되는 방법 이기도 했습니다.중세 유럽에도 존재했습니다. 하지만 미량의 단일 복용량으로는 중독을 일으키지 않습니다.
지난 수십 년 동안 과학자들은 적은 양의 비소라도 평생 만성적으로 노출될 경우 건강에 영향을 미칠 수 있다는 사실을 발견했습니다.
특히 무기 비소의 경우 더욱 그렇습니다. 무기 비소는 인체의 생체 분자에 더 쉽게 부착되어 해를 끼칠 수 있습니다. 암석과 토양에서 자연적으로 발생하지만, 무기 비소는 채굴, 석탄 연소 및 기타 산업 공정과 같은 활동의 부산물로 생성될 수 있습니다. ( "자연적"이라는 것이 항상 더 나은 것을 의미하는 것은 아닌 이유 에 대해 자세히 알아보세요 .)
즉, 무기 비소는 남미와 남아시아 및 중앙아시아 일부를 포함한 여러 지역의 지하수에 특히 많이 존재합니다 . 하지만 다른 지역의 사람들도 취약합니다. 예를 들어 미국에서는 개인 우물 소유자의 7% 이상, 즉 210만 명이 위험한 수준의 무기 비소를 마시고 있습니다 . 전 세계적으로 약 1억 4천만 명이 WHO 권장 지침을 초과하는 비소 수치가 함유된 물을 마시고 있습니다 . 그리고 식수 외에 전 세계적으로 비소에 대한 식이 노출의 주요 원인은 쌀입니다. 유럽과 같이 지하수에 비소가 거의 없는 지역에서는 쌀이 무기 비소에 대한 식이 노출의 가장 큰 단일 공급원입니다 . 쌀의 비소 감소 쌀에서 비소 노출을 줄이려면 할 수 있는 몇 가지 방법이 있습니다. 첫째, 일부 쌀 종류는 다른 쌀보다 무기 비소가 더 많습니다. 흰쌀은 현미보다 무기 비소 함량이 낮지만 영양가는 낮습니다. 바스마티 쌀은 다른 품종보다 무기 비소가 적습니다 . 그리고 동아프리카를 포함한 특정 지역의 쌀은 미국, 유럽, 동남아시아의 일부 지역을 포함한 다른 지역의 쌀보다 비소가 적습니다. 영국 셰필드 대학의 연구원들은 최근 현미에서 비소의 50%, 백미에서 74%를 제거 할 수 있는 쌀 요리 방법을 발견했습니다 . 그들은 물기를 빼기 전에 먼저 끓인 물에 쌀을 5분간 끓이는 것을 권장합니다. 그런 다음 깨끗한 물을 넣고 약한 불에서 끓여 물을 모두 흡수시킵니다. 영국 식품기준청(FSA)은 밥짓기 전에 쌀을 씻은 다음 , 물 6:쌀 1 비율로 끓인 후 물기를 빼고 다시 헹굴 것을 권장합니다. 지스카는 문제는 전 세계 쌀 공급량의 약 75%가 관개 논에서 재배된다는 데 있다고 말합니다.
벼는 잡초에 의해 질식하는 경향이 있습니다. 하지만 벼는 물에서 자랄 수 있지만 잡초는 그렇지 않습니다. "이 점이 벼가 잡초보다 큰 이점을 제공합니다. 농약을 치거나 괭이질을 할 필요가 없습니다." 지스카는 말합니다. "하지만 단점도 있습니다. 물이 고여 토양에 산소가 부족하다는 것입니다." 이러한 조건에서 토양 속 혐기성 박테리아는 호흡 시 전자를 받기 위해 산소 대신 비소를 이용합니다. 이 박테리아는 토양의 다른 미네랄과 반응을 촉진하여 비소의 생물학적 이용 가능성을 높이고 벼가 뿌리 시스템을 통해 더 쉽게 흡수할 수 있도록 합니다.
"토양의 산소량을 줄여 토양을 변화시키면 비소가 제 역할을 하게 됩니다." 지스카는 말합니다. 비소는 토양의 미생물 군집을 변화시켜 비소를 좋아하는 박테리아가 더 번성하게 만듭니다.
그리고 그와 동료 연구진은 기온과 대기 중 이산화탄소 농도가 상승함에 따라 이러한 현상이 더욱 심해질 것이라고 예측합니다. "토양 속 박테리아가 더 많은 탄소를 흡수하고 있습니다. 기온이 오르고 있고, 활동도 활발해지고 있죠." 지스카는 말합니다. "정말 시너지 효과가 큽니다. 작은 박테리아들이 점점 더 따뜻한 기온에 더 잘 적응하게 되지만, 동시에 더 많은 탄소를 공급받아서 제정신이 아니게 됩니다."
지스카와 그의 연구팀은 10년간의 연구 기간 동안 재배한 28가지 쌀 품종의 약 90%에서 이러한 효과가 나타난다는 것을 발견했습니다.
게티 이미지:
쌀을 끓는 물에 5분간 데친 후 물기를 빼면 비소 수치를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. (출처: 게티 이미지)
공중 보건 전문가들이 우려하는 것은 무기 비소에 대한 연구가 많아질수록 인체에 미치는 영향이 더 심각해지는 것처럼 보인다는 것입니다. 2025년 1월, 미국 환경보호청(EPA)은 비소와 질병에 대한 모든 새로운 연구를 고려하여 무기 비소의 "암 발생 위험 인자" 에 대한 평가를 업데이트했습니다. 존스 홉킨스 블룸버그 공중보건대학원의 환경 보건 및 공학 교수이자 쌀과 비소 연구의 공동 저자인 키브 나흐만은 최근 평가 결과 "비소는 우리가 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 강력한 발암 물질"이라고 밝혔습니다. 특히 비소가 피부암뿐만 아니라 폐암 과 방광암 위험을 증가 시킨다는 충분한 증거가 있습니다 . 암 외에도 무기 비소는 심장병 과 당뇨병
위험을 높입니다 . 임산부가 비소를 섭취할 경우 태아 또는 유아 사망률을 증가시킬 가능성도 높아집니다 .또한 영아가 저체중으로 태어날 위험이 높아지며 이는 심혈관 질환과 같은 평생 건강에 영향을 미칠 수 있습니다.– 또는 발달적 신경인지적 영향을 미칠 수 있습니다 .
개인의 경우 위험은 미미합니다. 예를 들어, 최근 EPA 검토 결과 체중 1kg당 무기 비소를 하루 0.13마이크로그램(60kg 기준 7.8마이크로그램) 섭취하면 방광암 발병 위험이 약 3%, 당뇨병 발병 위험이 약 1% 증가하는 것으로 나타났습니다.
하지만 특히 쌀을 많이 섭취하는 사람들에게는 이러한 작은 위험들이 누적되어 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 지스카와 동료들의 예측이 맞다면, 향후 수십 년 동안 쌀을 주식으로 하는 사람들의 질병 발생에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.
무기 비소
예를 들어 모든 사람이 체중 1kg당 하루에 무기 비소를 0.13마이크로그램 섭취한다면 EPA는 무기 비소를 섭취하지 않는 것과 비교하여 10,000명 중 8명이 방광암에 걸리고, 10,000명 중 10명이 폐암에 걸리고, 10,000명 중 110명이 허혈성 심장병에 걸리고, 10,000명 중 129명이 당뇨병에 걸린다고 계산합니다.쌀 에 함유된 무기 비소의 양은
엄청나게 다릅니다.하지만 한 연구에 따르면 전 세계 중간값은 쌀 1kg당 66마이크로그램입니다 .EU는 2023년에 쌀의 무기 비소 한도를 쌀 1kg당 200마이크로그램 으로 정했습니다 . 그렇다면 배출량을 줄이고 기온 상승을 최대한 낮게 유지하는 것 외에 무엇을 할 수 있을까요? "쌀을 식탁에서 없앨 수는 없습니다. 현실적으로 불가능합니다."라고 나흐만은 말합니다. 쌀은 중요한 음식 전통일 뿐만 아니라 빈곤층에게 중요한 식품입니다. 빈곤층 중에는 하루 칼로리의 절반을 쌀만으로 섭취하는 사람들도 있습니다 . "하지만 우리는 다르게 접근해야 합니다." 연구자들은 다양한 물 관리 방식이 비소 수치를 줄일 수 있는지 에 대한 실험도 진행해 왔습니다 . 밭에 계속 물을 공급하는 대신, 부분적으로 물을 주고 물을 빼낸 후 다시 물을 주는 방식은 무기 비소의 양을 줄이는 것으로 보입니다. " 하지만 이는 카드뮴을 증가시킬 뿐입니다 ."라고 마람은 말합니다. "카드뮴은 훨씬 더 큰 위협으로 인식되고 있습니다." 카드뮴은 유방암, 폐암, 전립선암, 췌장암, 신장암뿐만 아니라 간암과 신장 질환도 유발할 수 있습니다 . 게티 이미지 쌀은 전 세계 수십억 명의 주식입니다(출처: 게티 이미지). 무기 비소를 덜 흡수하는 쌀 품종을 개발 하려는 시도도 있지만 , 아직 성공하지 못했다고 연구자들은 말합니다. 일부 쌀 품종은 무기 비소를 덜 축적하기 때문입니다 .
벼 재배에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 또 다른 해결책은 비소처럼 전자를 흡수할 수 있는 유황을 물에 첨가하는 것입니다. 밭의 미생물 군집을 변화시키는 또 다른 방법은 특정 유형의 비료를 첨가하는 것입니다. 비소 함량을 줄이는 것으로 밝혀진 한 가지 조합은 산 타임과 새똥을 혼합한 것입니다 . 하지만 이러한 접근법에 대한 더 많은 연구가 필요합니다.
또 다른 접근법은 빗물을 공급하는 조건, 즉 토양과 관개수 모두 비소 함량이 낮은 환경에서 벼를 재배하는 것입니다. 관개보다는 빗물을 공급하는 경향이 있는 동아프리카산 벼는 인도네시아 산 벼처럼 무기 비소 함량이 특히 낮은 것으로 나타났습니다 . 미국 , 중남미, 동남아시아, 유럽, 호주 에서 재배된 벼는 모두 비소 함량이 높은 것으로 나타났습니다 . 연구원들은 또한 식품의 비소 노출에 대한 더 나은 모니터링과 규제가 필요하다고 말합니다. 마람은 "정책 입안자들은 수십 년 동안 이 문제에 대해 늑장을 부려 왔습니다."라고 말합니다. 현재 미국 식품의약국(FDA)은 쌀의 비소 함량을 규제하지 않고 있지만, 어린이가 섭취하는 쌀의 경우 0.1mg/kg의 제한량을 설정했습니다 . EU는 2023년에 쌀의 무기 비소 함량을 0.2mg/kg으로 새롭게 제한했으며, 중국도 유사한 제한을 도입할 것을 제안했습니다. 그러나 이러한 권고는 일부 지역 사회가 다른 지역 사회보다 훨씬 더 많은 쌀을 섭취한다는 사실을 고려하지 않았습니다. 지스카는 "무기 비소의 양을 줄이는 방법은 있지만, 현재 쌀 재배 관리 방식에 근본적인 변화가 필요합니다."라고 말하며, "전 세계적으로 많은 사람들에게 영향을 미치기 때문에 이 문제에 대한 관심이 매우 필요합니다."라고 덧붙였습니다.
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