‘ดิน’ ในพื้นที่เพาะปลูกทั่วโลก ปนเปื้อน ‘โลหะหนัก’ ตกค้างในพืช

ผิวโลก 30 เซนติเมตรแรกเป็นชั้นดินที่มีแร่ธาตุสำคัญเป็นอาหารสำหรับพืช ภายในแถบแคบ ๆ นี้ แบคทีเรีย เชื้อรา ไส้เดือนฝอย และจุลินทรีย์อื่น ๆ อีกนับไม่ถ้วนรวมตัวกันเป็นชั้น “เปลือกโลกชีวภาพ” (Biological Crust) ช่วยค้ำจุนสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่ที่อยู่ด้านบน แต่ชั้นดินที่สำคัญนี้กำลังถูกทำลาย เต็มไปด้วย “โลหะหนัก” ที่เป็นพิษจำนวนมาก

การศึกษาของนักวิจัยที่ดำเนินการโดยสมาคมเพื่อความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์แห่งอเมริกา หรือ AAAS ซึ่งได้ตีพิมพ์ในวารสาร Science ตรวจสอบการศึกษามากกว่า 1,500 ฉบับ และตัวอย่างดินอีกมากมายเผยให้เห็นว่า พื้นที่เกษตรกรรมทั่วโลกมากถึง 2.42 ล้านตร.กม. คิดเป็น 17% มีโลหะและธาตุโลหะเจือปนอย่างน้อยหนึ่งชนิดในปริมาณที่มากเกินไป

นักวิจัยได้สร้างแบบจำลองและประเมินระดับการปนเปื้อนที่มากเกินไปทั่วโลกจากโลหะเฉพาะ 7 ชนิด ได้แก่ สารหนู สารก่อมะเร็ง แคดเมียม เชื่อมโยงกับมะเร็งหลายชนิดและมีแนวโน้มที่จะสะสมในเมล็ดพืชและผลไม้ โดยเฉพาะข้าว โครเมียม มักปล่อยออกมาจากอุตสาหกรรมฟอกหนังและเม็ดสี โคบอลต์ ส่วนประกอบจำเป็นสำหรับแบตเตอรี่ลิเทียม ทองแดง ส่วนประกอบอาหารจากธรรมชาติที่สามารถรบกวนการทำงานของต่อมไร้ท่อได้หากมากเกินไป นิกเกิล สำคัญต่อการเจริญเติบโตของพืช แต่จะทำให้พืชหยุดชะงักหากมีมากเกินไป และตะกั่ว เป็นอันตรายต่อพัฒนาการทางระบบประสาทและความสามารถทางปัญญาของเด็ก

ทั้งนี้ นักวิจัยจะใช้คำว่า “การปนเปื้อน” (Contamination) กับถึงมลพิษที่เกิดจากมนุษย์ ไม่ว่าจะเป็นการทำเหมืองหรือภัยพิบัติทางอุตสาหกรรม เช่น การรั่วไหลของน้ำมัน ส่วน “ความเข้มข้นสูง” (High concentration) อาจเกิดจากกระบวนการทางธรรมชาติ เช่น แรงทางสิ่งแวดล้อม ทั้งฝน แสงแดด น้ำแข็ง รังสีจากดวงอาทิตย์ที่กระทำต่อชั้นบรรยากาศ

ดร.ลิซ ไรล็อตต์ อาจารย์อาวุโสประจำภาควิชาชีววิทยา มหาวิทยาลัยยอร์ก ซึ่งไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องกับงานวิจัย กล่าวว่า “ผลการวิจัยนี้เผยให้เห็นถึงระดับสารพิษที่น่าเป็นห่วงในดินที่เพาะปลูก เข้าสู่อาหารและน้ำ และส่งผลกระทบต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อมของเรา โลหะหนักเหล่านี้ก่อให้เกิดปัญหาด้านสุขภาพที่ร้ายแรงมากมาย รวมถึงรอยโรคบนผิวหนัง การทำงานของระบบประสาทและอวัยวะลดลง และมะเร็ง”

เนื่องจากโลหะหนักหลายชนิดเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของโครงสร้างพื้นฐานพลังงานหมุนเวียน เพื่อแก้ปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เช่น กังหันลม แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า และแผงโซลาร์เซลล์ นักวิทยาศาสตร์เตือนว่ามลพิษโลหะหนักในดินมีแนวโน้มที่จะเลวร้ายมากกว่าเดิม

นอกจากนี้ นักวิจัยยังพบว่าประชากรระหว่าง 900-1,400 ล้านคน คิดเป็นประมาณ 11-18% ของประชากรโลกอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีดินปนเปื้อน หากเจาะลึกลงไปที่ระดับภูมิภาค จะพบว่าพื้นที่เกษตรกรรมของจีน 19% มีความเข้มข้นของโลหะหนักเพิ่มขึ้น ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับมลพิษที่เกิดจากมนุษย์ ขณะที่ทางตอนเหนือและตอนกลางของอินเดียมีโลหะหนักเพิ่มขึ้นสูงสุด

สำหรับในยุโรป ผู้เขียนใช้ข้อมูลจากโปรแกรม LUCAS ซึ่งเป็นโครงการริเริ่มที่นำโดยศูนย์วิจัยร่วมของคณะกรรมาธิการยุโรป เพื่อติดตามสภาพและวิวัฒนาการของการใช้ที่ดินทั่วทั้งสหภาพยุโรป จากตัวอย่างดินที่เก็บรวบรวมเป็นระยะ ๆ หลายพันตัวอย่าง พบว่าดินทั้งหมดในประเทศสมาชิกสหภาพยุโรปสูงถึง 28% มีโลหะอย่างน้อยหนึ่งชนิดเกินระดับ 

ในบรรดาโลหะทั้งหมด แคดเมียมเป็นโลหะที่กระจายตัวอยู่ทั่วโลก โดยมีปริมาณสารพิษในดิน 9% รองลงมาคือ นิกเกิลและโครเมียม ซึ่งพบว่ามีความเข้มข้นมากในตะวันออกกลางและรัสเซียตอนเหนือ ส่วนสารหนูอยู่ในอันดับถัดมา ซึ่งกระจายอยู่เขตน้ำใต้ดินของจีน รวมถึงในหลายพื้นที่ในอเมริกาใต้ด้วย

ขณะที่โคบอลต์พบมากในประเทศที่มีอุตสาหกรรมทำเหมือง เช่น แซมเบียและสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก ร่วมกับทองแดงและตะกั่ว ซึ่งมีพิษรุนแรงมากที่สุด สามารถก่อให้เกิดอันตรายได้แม้ในปริมาณเพียงเล็กน้อย

“การแพร่กระจายของสารปนเปื้อนแคดเมียมในวงกว้างนั้นมาจากทั้งแหล่งธรรมชาติและจากการกระทำของมนุษย์” เต๋อยี่ หู หัวหน้าคณะผู้จัดทำผลการศึกษาและนักวิจัยจากคณะสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยชิงหัวอธิบาย

ในทางธรณีเคมี หินบางชนิด เช่น หินดินดานสีดำ มีแคดเมียมในระดับสูง ทำให้มีความเข้มข้นในดินสูงขึ้นเนื่องจากสภาพอากาศ ขณะเดียวกันกิจกรรมของมนุษย์ยิ่งทำให้ปัญหานี้เลวร้ายลงไปอีก โดยเฉพาะการใช้ปุ๋ยฟอสเฟตที่มีแคดเมียมเป็นส่วนประกอบ รวมถึงการบำบัดน้ำเสีย การปล่อยมลพิษจากอุตสาหกรรมจากการทำเหมือง การหลอมโลหะ และการกำจัดขยะอิเล็กทรอนิกส์ ตลอดจนการตกตะกอนในชั้นบรรยากาศจากการเผาไหม้ถ่านหิน

จากการรวบรวมข้อมูลทำให้นักวิจัยสามารถสร้าง “เส้นทางโลหะหนัก” ซึ่งเป็นพื้นที่พบว่ามีโลหะปนเปื้อนมากที่สุด แถบนี้ทอดยาวจากอิตาลีตอนเหนือไปจนถึงจีนตะวันออกเฉียงใต้ ตัดผ่านกรีซ อานาโตเลีย ตะวันออกกลาง อิหร่าน ปากีสถาน และภูมิภาคตอนเหนือและตอนกลางของอนุทวีปอินเดีย 

พื้นที่เหล่านี้เป็นพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นและมีรากฐานทางประวัติศาสตร์ที่ยาวนานนับพันปี และนักวิจัยเชื่อมโยงการปนเปื้อนในปัจจุบันกับกิจกรรมของมนุษย์ที่ย้อนกลับไปถึงสมัยโบราณ

“เส้นทางนี้เป็นพื้นที่ที่ซ้อนทับกับอารยธรรมมนุษย์ยุคแรก ๆ ไม่ว่าจะเป็นอารยธรรมกรีกและโรมันโบราณ วัฒนธรรมเปอร์เซีย สังคมอินเดียโบราณ ไปจนถึงอารยธรรมแม่น้ำแยงซีในจีน” หูกล่าว

ถึงแม้ว่าปัจจัยทางธรรมชาติ เช่น การผุกร่อนของหิน และการดูดซับโดยรากพืชจะมีบทบาท แต่กิจกรรมของมนุษย์ที่ต่อเนื่องมายาวนานหลายพันปี โดยเฉพาะการขุดเหมืองและหลอมโลหะเป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน และดูเหมือนว่าหลายครั้งกิจกรรมจากมนุษย์ก็ปล่อยโลหะเร็วกว่าธรรมชาติมาก เช่น การรั่วไหลของน้ำมันหลาย ๆ ครั้งเกิดขึ้นในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง แต่การปล่อยโลหะสู่ชั้นบรรยากาศตามธรรมชาติ เช่น การก่อตัวของดินใหม่เกิดขึ้นในอัตราเพียงสามมิลลิเมตรต่อศตวรรษ

ดังนั้น เส้นทางโลหะหนักจึงสะท้อนถึงผลกระทบจากกิจกรรมของมนุษย์ที่มีต่อพื้นผิวโลกมาอย่างยาวนาน และเป็นหลักฐานที่แสดงให้เห็นว่า “ยุคแอนโทรโพซีน” (Anthropocene) ช่วงเวลาที่มนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตที่สร้างอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงของโลกอย่างมีนัยสำคัญ เป็นยุคทางธรณีวิทยายุคใหม่

มลพิษจากโลหะนั้นไม่ขึ้นอยู่กับพรมแดนของมนุษย์ มลพิษในดินส่วนใหญ่เกิดขึ้นในประเทศที่มีรายได้น้อยและปานกลาง จะส่งผลให้ชุมชนต่าง ๆ ได้รับผลกระทบโดยตรง จนความยากจนทวีความรุนแรงขึ้น ขณะเดียวกันก็อาจทำให้พืชผลทางการเกษตรมีผลผลิตน้อยลง จนส่งผลกระทบต่อเครือข่ายอาหารระดับโลก 

ที่มา: El Pais, The Hill, The Guardian