El agua subterránea en las zonas rurales de Bangladesh contiene arsénico de 10 a 100 veces la cantidad de niveles de consumo seguros, pero se consume como agua potable de pozos y ha provocado casos de enfermedades cardíacas y cáncer. También se consumen trazas de arsénico a través del arroz, un alimento básico del país densamente poblado.

El profesor Charles Harvey y la estudiante de posgrado Brittany Huhmann, ambos del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental del MIT (CEE), viajó a Bangladesh durante las temporadas de cultivo de 2015 y 2016 para ver cómo las aguas subterráneas contaminadas, depositado mediante riego, afecta los rendimientos del arroz.

El arsénico es un elemento natural que se encuentra en todo el mundo, pero ciertos lugares tienen concentraciones elevadas de arsénico en las aguas subterráneas. Tal es el caso de Bangladesh. Si bien beber agua contaminada sigue siendo un problema crítico, el agua mezclada con arsénico también tiene un impacto en el rendimiento de los cultivos cuando se usa para riego en entornos agrícolas. Harvey y Huhmann continuaron con este estudio para obtener una comprensión amplia de cómo el arsénico afecta los rendimientos del arroz en Bangladesh. y la magnitud potencial de esta ocurrencia.

"La mayoría de la gente [en las zonas rurales de Bangladesh] depende del agua subterránea no tratada para beber. No hay mucho tratamiento de agua centralizado, especialmente en las zonas rurales, "dice Huhmann, el autor principal de un artículo reciente que describe la investigación del equipo. "Así que la mayor parte del tiempo en las áreas en las que trabajamos, cada familia tendría su propio pozo del que bebería, y muchos de esos pozos tienen arsénico, Desafortunadamente, y la gente puede o no saberlo ".

Los hallazgos del estudio, realizado en colaboración con investigadores de la Universidad de Dhaka en Bangladesh, Universidad de Cornell, y la Universidad de Columbia, fueron publicados recientemente en la revista Ciencia y Tecnología Ambiental .

El arroz es un cultivo importante en Bangladesh, y es la principal fuente de calorías en el país de alrededor de 160 millones de personas. Los agricultores independientes cultivan principalmente dos tipos de arroz, que se cosechan en un ciclo estacional. El arroz Aman se cultiva durante la temporada de monzones, De junio a mediados de noviembre, y utiliza la lluvia natural para crecer en campos inundados. Arroz boro, por otra parte, se cultiva durante el seco, temporada de invierno, y requiere riego. El agua utilizada para regar las tierras de cultivo proviene del agua subterránea a través de pozos, finalmente depositando varios niveles de arsénico en el suelo.

En 2015, Harvey, Huhmann y sus colaboradores se embarcaron en un estudio de dos años para documentar el impacto del arsénico en el rendimiento de los cultivos. A diferencia de estudios anteriores sobre este tema, los investigadores realizaron su estudio en el campo en lugar de en entornos controlados, como invernaderos. También tuvieron en cuenta una gran cantidad de otros factores al investigar el suelo de varias granjas de arroz para obtener una comprensión más completa de los impactos del arsénico en el rendimiento del arroz en Bangladesh.

"Para lograr un progreso real en este tipo de problema difícil, realmente tienes que trabajar en la región durante un tiempo prolongado, ", Dice Harvey." Brittany ha realizado el tipo de estudio requerido:experimentos de campo controlados y cuidadosos que cubren grandes áreas y varios años ".

Para determinar el impacto del agua contaminada en el rendimiento del cultivo de arroz boro, Harvey, Huhmann, y sus colaboradores trabajaron con 16 productores de arroz locales para evaluar sus campos. Las diferentes ubicaciones permitieron a los investigadores dar cuenta de una variedad de condiciones de campo y niveles de arsénico. El equipo seleccionó campos de arroz estudiados en el distrito de Faridpur de Bangladesh debido a su proximidad a pozos que se sabe que tienen altas concentraciones de arsénico.

"Muchos de los agricultores estaban realmente interesados ​​[en el proyecto]. No habían pensado en el hecho de que el arsénico podría estar afectando sus cultivos, "Dice Huhmann." Algunos de ellos habían oído hablar del arsénico y el agua potable y lo malo que es para ellos, pero la mayoría de ellos no había pensado en el arsénico y el agua de riego ni en los problemas que eso podría causar. Les interesó participar porque querían saber qué estaba pasando, y podríamos darles más información sobre sus cultivos, y qué tipo de cosas estaban afectando sus cultivos ".

Al estudiar la contaminación del suelo, el equipo de investigación analizó las concentraciones de arsénico utilizando un espectrómetro de fluorescencia de rayos X en cada uno de los sitios de campo. Estas mediciones dieron una idea de los niveles de acumulación de arsénico en cada campo de arroz estudiado. y se aseguró de que pudieran comparar con precisión las mediciones entre parcelas de tierra con cantidades más altas y más bajas de acumulación de arsénico en el suelo.

"Queríamos ver no solo un campo y un agricultor, pero en muchos campos y muchos agricultores. Queríamos tener este diseño donde tuviéramos tanto las parcelas de control como las parcelas de intervención, por lo que podríamos comparar gráficos que son tan similares en tantas formas como sea posible, excepto por su contenido de arsénico, "Huhmann explica.

Los investigadores también pesaron y registraron la cosecha de arroz de los diferentes campos de arroz y encontraron que la cantidad que se reduce la producción de arroz depende de la cantidad de arsénico en el suelo.

Los investigadores también pudieron determinar que entre el 7,4 y el 26 por ciento del rendimiento anual de la cosecha de boro se perdió como resultado del arsénico en el suelo.

"Es un rango bastante amplio, pero este es el primer estudio que realmente ha trabajado a una escala que puede permitirnos hacer este tipo de estimación, Huhmann dice:"Nuestra esperanza es que los estudios futuros puedan basarse en esto y podamos comprender mejor qué tipos de impactos tiene el arsénico en el rendimiento del arroz".

Mientras tanto, Los investigadores encontraron que excavar y reemplazar las pocas capas superiores de suelo con suelo no contaminado mejora temporalmente el rendimiento de los cultivos. una indicación prometedora de posibles soluciones al problema agrícola.

"Descubrimos que el arsénico en el agua de riego está causando importantes efectos negativos en los campos de arroz en Bangladesh, Huhmann dice:"Esto es algo a lo que la gente debería prestar atención y debería pensar qué hacer al respecto".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.