Occurrence, Soil-to-Plant Transfer and Dietary Risk Assessment of Potentially Toxic Elements in Green Leafy Vegetables Irrigated with Untreated Slaughterhouse Wastewater in Rufiji District, Tanzania

Stel je voor dat je tuin een gigantische, levende spons is. Normaal gesproken wateren we die spons met schoon regenwater of kraanwater, in de hoop dat het het goede spul opzuigt—zoals zonlicht en voedingsstoffen—om onze groenten groot en sterk te laten groeien. Maar soms, op plaatsen waar water schaars is, moeten boeren creatief zijn. Ze gebruiken misschien water dat al is gebruikt door fabrieken of, in dit verhaal, door plaatsen waar dieren worden verwerkt voor consumptie. Dit "gebruikte water" is als een tweesnijdend zwaard: het zit vol met voedingsstoffen waar planten dol op zijn, maar het kan ook onzichtbare, ongewenste gasten met zich meebrengen die we "potentieel toxische elementen" noemen. Denk aan deze elementen als kleine, hardnekkige stickers die aan de bodem en de planten blijven plakken. Sommige, zoals ijzer en zink, zijn als de goede vitamines die ons lichaam in kleine doses nodig heeft, maar te veel ervan kan ons ziek maken. Anderen, zoals lood en chroom, zijn als de giftige stickers die helemaal geen plek hebben in ons voedsel. Wetenschappers noemen de reis die deze stickers afleggen van het vuile water, naar de bodem, omhoog via de wortels van de plant en uiteindelijk in de bladeren die wij eten, de "bodem-naar-plant-overdracht". De grote vraag is: als we ons voedsel blijven wateren met dit gebruikte water, voeden we onszelf dan per ongeluk met een langzaam werkend gif?

Dit is precies wat een team onderzoekers van The Open University of Tanzania wilde onderzoeken in het district Rufiji. Ze keken naar een specifiek type "gebruikt water" dat afkomstig is van een lokale slachterij—een plaats waar dieren worden schoongemaakt en verwerkt. Dit water wordt vaak in afwateringskanalen geloosd en vervolgens door boeren gebruikt om hun bladgroenten te water geven, zoals cowpea (Vigna unguiculata), zoete aardappel (Ipomoea sp.) en pompoen (Cucurbita sp.). De wetenschappers wilden zien of deze groenten als sponsjes fungeerden, die metalen uit het slachterijwater opzogen, en of het eten ervan op de lange termijn schadelijk zou kunnen zijn voor de menselijke gezondheid.

De onderzoekers speelden detective door monsters te verzamelen van het vuile water, de bodem onder de planten en de groenten zelf. Ze gebruikten een hoogtechnologisch apparaat genaamd een Microwave Plasma Atomic Emission Spectrometer (MP-AES) om vijf specifieke metalen op te sporen: chroom (Cr), koper (Cu), ijzer (Fe), lood (Pb) en zink (Zn). Ze ontdekten dat het slachterijwater inderdaad deze metalen vervoerde, waarbij ijzer het meest overvloedig aanwezig was met 2,098 mg L⁻¹, gevolgd door zink, lood, chroom en koper. Toen ze de bodem controleerden, was het een ander verhaal; de bodem zat vol met deze metalen, vooral ijzer, dat op een enorme hoeveelheid van 16.656,144 mg kg⁻¹ werd gevonden. Dit suggereert dat de bodem als een opslagplaats heeft gefunctioneerd, waarin deze metalen werden vastgehouden door jarenlang te worden besproeid met het ongezuiverde afvalwater.

Toen ze naar de groenten keken, stelden ze vast dat de planten de metalen inderdaad hadden opgenomen. IJzer was opnieuw de kampioen, met concentraties variërend van 15,543 tot 96,109 mg kg⁻¹ in de bladeren, gevolgd door zink (2,933–7,740 mg kg⁻¹), koper (1,212–2,307 mg kg⁻¹), chroom (0,182–0,437 mg kg⁻¹) en lood (0,073–0,158 mg kg⁻¹). Interessant genoeg gedroegen de planten zich niet allemaal hetzelfde. De cowpea (V. unguiculata) was het beste in het opzuigen van ijzer, chroom en zink, terwijl de zoete aardappel (Ipomoea sp.) degene was die de meeste lood vasthield. De pompoen (Cucurbita sp.) leek een voorkeur te hebben voor koper.

Hier wordt het verhaal een beetje ernstig. Hoewel de hoeveelheid van elk metaal in de groenten lager was dan de internationale veiligheidslimieten vastgesteld door organisaties zoals de FAO en de WHO, besloten de onderzoekers naar het "grotere plaatje" te kijken. Ze berekenden een "Hazard Index" (gevarenindex), wat een score is die het risico van het eten van alle metalen samen optelt, en niet slechts één voor één. En dit is waar de alarmbellen afgingen. Voor de cowpea en de pompoen lag de Hazard Index boven de 1 (specifiek 1,650 en 1,533, respectievelijk). In de wereld van de gezondheidsrisico's suggereert een score boven de 1 dat er een potentieel is voor langdurige, niet-kankerverwekkende gezondheidsproblemen als mensen deze groenten regelmatig blijven eten. Het is als het rijden in een auto die een paar kleine krasjes heeft; individueel zijn ze geen ongeluk, maar als je blijft rijden met al die krasjes, kan de auto uiteindelijk kapot gaan.

De studie suggereert dat hoewel de groenten niet direct giftig zijn, het voortdurende gebruik van ongezuiverd afvalwater van slachterijen een langzaam opbouwend probleem creëert. De metalen hopen zich op in de bodem en bewegen zich langzaam naar het voedsel dat wij eten. De onderzoekers stellen dat dit geen plotselinge ramp is, maar een "contaminatie-traject"—een pad dat naar gevaar leidt als er niets verandert. Ze vonden dat de metalen van het water naar de bodem en vervolgens naar de planten bewegen, wat bewijst dat de voedselketen inderdaad wordt vervuild.

Dus, wat is de belangrijkste les? Het artikel concludeert dat hoewel de individuele metaalconcentraties in de groenten momenteel onder de veiligheidslimieten liggen, het gecombineerde effect van het eten ervan over een langere periode een risico vormt. De studie merkt op dat hoewel de lage concentraties chroom wijzen op een beperkt direct risico, de aanwezigheid van deze metalen in de voedselketen een reden tot zorg is met betrekking tot langdurige blootstelling. Deze studie is preliminair, dus verdere monitoring wordt aanbevolen omdat de menselijke gezondheid direct wordt beïnvloed door het binnenkrijgen van deze metalen via groenten.

Daarom is regelmatige monitoring van deze zware metalen in groenten en in andere voedingsmiddelen essentieel om een overmatige ophoping in de voedselketen te voorkomen. De huidige studie suggereert verder dat, om het gezondheidsrisico te verkleinen, groenten goed gewassen moeten worden voor consumptie, aangezien wassen een aanzienlijk deel van de oppervlakkige contaminatie van de groente kan verwijderen.

Hoewel de huidige metaalconcentraties in groenten geen acute contaminatie aangeven, suggereert het gecombineerde bewijs van afvalwater, bodem, transferfactor en hazard index-analyses de opkomst van een contaminatie-traject dat preventief beheer en continue milieumonitoring rechtvaardigt.