När de flesta människor hör "matkontamination, "de tänker på bakterier som finns på otvättade frukter eller grönsaker, eller underkokt kött. Dock, det finns andra sätt för skadliga föroreningar att finnas i livsmedel.

Angelia Seyfferth, medlem av Soil Science Society of America, undersöker livsmedelsföroreningar som kommer från jorden där växterna växer. "Allt beror på jordens kemi, " förklarar Seyfferth.

Senast, Seyfferth har studerat ris. Grundämnena arsenik och kadmium kan finnas i risfälten där ris odlas. Hon presenterade sin forskning vid det virtuella ASA-CSSA-SSSA årsmötet 2020.

"Föroreningar som tas upp av växter är en väg för exponering via kosten för föroreningar som är understuderad, "Seyfferth säger. "Vi kan hjälpa till att minska människors exponering för gifter genom att tillämpa vår kunskap om markkemi."

Små mängder arsenik och kadmium finns över hela världen och kan detekteras i många livsmedelsprodukter. Det är koncentrationen i grönsaken eller frukten, grundämnets kemiska form, och hur mycket av det någon äter som avgör om en individ upplever en negativ hälsoeffekt.

Höga koncentrationer av arsenik och kadmium är skadliga för kroppen. Att konsumera låga doser under lång tid kan till och med orsaka cancer.

Grundämnen som arsenik och kadmium kan vara i olika kemiska former beroende på deras miljö. Föroreningar tas upp av växter när deras kemiska form i jorden liknar ett näringsämne som växten behöver.

"Hur mat odlas påverkar inte bara koncentrationen av föroreningar, men också där föroreningarna lagras i maten, " säger Seyfferth. "Om vi ​​förstår de kemiska formerna av föroreningar i marken, vi kan designa lösningar för att minska växternas upptag av dem."

I ris, arsenik- och kadmiumupptag är resultatet av motsatta förhållanden. Arsenik kan tas upp när fältet är översvämmat. Det är mer sannolikt att kadmium tas upp när fältet inte är översvämmat.

Seyfferths arbete har sökt efter ett sätt att förhindra att växter tar upp arsenik och kadmium från jorden. Detta görs ofta genom att tillföra material till jorden, kallade ändringar.

En ändring hjälper till att förändra markmiljön. Genom att förändra markmiljön, forskare kan hjälpa till att kontrollera de kemiska formerna och växternas upptag av föroreningar i marken.

I detta fall, Seyfferth fann att tillsats av risskalsrester till rismarker kan hjälpa till att minska mängden arsenik och kadmium som tas upp av växterna. Risskalsrester är växtmaterial som blir över efter bearbetning av ris för mänsklig konsumtion.

Denna lösning är enkel men ändå effektiv. Risskalsrester är hög i grundämnet kisel, som är ett viktigt näringsämne för ris. Den kemiska formen av kisel liknar den form av arsenik som tas upp av risplantor när fälten översvämmas. Denna likhet hjälper till att "distrahera" växten, vilket hindrar den från att ta upp lika mycket arsenik.

I jordar där kadmium är ett problem, rester av risskal hjälper till att göra jorden mindre sur. Detta hjälper till att låsa in kadmium i jorden. Kislet i skalet kan också bidra till att minska toxiciteten av kadmium.

"Men inte alla källor till kisel beter sig på samma sätt, " säger Seyfferth. "För att det ska vara effektivt, kiselkällan måste ge kisel i en tillräckligt hög koncentration under tiden som risplantan fyller spannmål. Risskalsrester är en framgångsrik källa eftersom den bryts ner långsamt och frigör kisel under hela växtsäsongen."

Högt arsenik kan minska spannmålsutbytet, men Seyfferths arbete visar att tillsats av risskalsrester kan bidra till att förhindra avkastningsförlust. Halva världen är beroende av ris som basföda, så denna forskning har spännande potential för positiva effekter.

Förr, Seyfferth har studerat liknande föroreningsproblem i svamp.

För de flesta amerikanska vuxna, mängden arsenik och kadmium de konsumerar från ris och svamp är inte tillräckligt för att skapa oro. Men det finns andra populationer som äter dessa produkter oftare och från tidig ålder.

"Människor måste vara medvetna om sin dagliga belastning av föroreningar, som beror på deras kroppsvikt, koncentrationen och den kemiska formen av föroreningen i maten, och mängden förbrukad, " förklarar Seyfferth.

"Den dagliga belastningen är högst för personer som konsumerar ris flera gånger om dagen och som också kan ha arsenik i sitt dricksvatten, " säger hon. "Några exempel inkluderar befolkningar i Syd- och Sydostasien."

Angelia Seyfferth är docent vid University of Delaware. Detta arbete stöddes av National Science Foundation, Statens institut för livsmedel och jordbruk, och University of Delaware. ASA-CSSA-SSSA årsmöte 2020 var värd av American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, och Soil Science Society of America.