Kadmium

FAKTAJordbruk
Sammanfattar aktuell forskning • Nr 18 1999
Ing-Marie Olsson • Anna Lindén • Agneta Oskarsson
Kadmium
– från jord och foder till djur och människa
• Kadmium är en toxisk (giftig) metall vars halter fortfarande ökar i åkermark. Vi studerar
kadmium i foder och i vävnader från svin och nöt i olika produktionssystem. Vi undersöker
också vad halterna i mark och grödor betyder för människor och djur i samma region.
• Hos slaktsvin har fodersammansättning, ras, slaktålder och utevistelse betydelse för
kadmiumhalten i njurarna. Vissa komponenter i slaktsvinsfoder kan bidra med förhållandevis mycket kadmium, t.ex. vissa proteinfoder, betfiber och mineraler/vitaminer.
• Ekologiskt uppfödda grisar hade högre kadmiumhalter i njure än konventionella grisar,
vilket troligen beror på utevistelsen, dvs. att grisarna får i sig kadmium från jorden. Vi
jämför även ekologiska och konventionella mjölkkor, men har hittills inte funnit några
skillnader i kadmiumhalt i njure.
• Kadmiumhalterna i foder och njure är låga jämfört med vad som redovisats från andra länder.
Tobaksrökning
Vitaminer & mineraler
Proteiner (raps, soja, ärter)
Övrig mat & dryck
Industriförbränning
Slam
Grisar och kor
Människa
Övriga
vegetabilier
Spannmål
Stallgödsel
(Avloppsrening)
Mark
Fosfatgödsel, kalk
UTHÅLLIG LIVSMEDELSPRODUKTION
Deposition från luft
Kadmiumflöden i livsmedelsproduktionen.
Kosten är den största kadmiumkällan
för personer som inte röker eller
utsätts för höga halter i arbetet. Av
det kadmium som finns i kosten kommer omkring 75 procent från spannmål och grönsaker. Det kadmium
som absorberas anrikas i njurbarken,
och kan på sikt ge njurskador.
Vi undersöker vilken betydelse foder
och uppfödningssystem har för kadmiumhalten i vävnader hos mjölkkor
och slaktsvin. Vi kartlägger också hur
mycket kadmium som lantbrukare
exponeras för, och om detta kan relateras till halterna i jord, spannmål och
njure från dessa djurslag. Det senare
för att utröna om njure kan användas
som biologisk indikator för mängden tillgängligt kadmium i miljön.
Kadmium i slaktsvinsnjure
I ett samarbete med institutionerna
för husdjurens utfodring och vård
respektive husdjursgenetik utfördes
en studie på slaktsvin vid SLU:s försöksgård Funbo-Lövsta. Vi ville dels
undersöka hur betydelsefulla olika
foderkomponenter är för det totala
kadmiumintaget, dels hur kadmiumhalten i njure påverkas av foder, ras
och uppfödningssystem. På FunboLövsta pågick ett s.k. fasutfodringsförsök, där fodrets proteininnehåll
skulle anpassas till grisens näringsbehov, vilket förändras över tiden. I försöket användes därför två foderblandningar, en med hög proteinhalt och
en med låg proteinhalt. Andelen högproteinfoder minskades efter hand
som djuren växte till. En kontrollgrupp
utfodrades med ett konventionellt
slaktsvinsfoder. I försöket ingick 96
grisar, dels renrasig svensk Yorkshire,
dels korsningar mellan svensk
Yorkshire och Hampshire.
Andel (%)
K
admium finns normalt i låga
halter i berggrund och jord.
I områden med vissa typer
av jordar är halterna högre, t.ex. i
sydöstra Skåne, Mälardalen och Storsjöområdet i Jämtland. Kadmiumförekomsten i miljön har dock ökat väsentligt genom industriell användning under det senaste århundradet,
framförallt efter andra världskriget.
Halterna i åkermarken fortsätter att
öka (Eriksson, 1997). Kadmium tas
lätt upp av växter, och upptaget påverkas bland annat av markens kadmiumhalt, pH, växtart och sort.
Konventionellt foder Konventionellt foder
Funbo-Lövsta,
Bjertorp,
37,1 µg Cd/kg
51,8 µg Cd/kg
Ekologiskt foder
Bjertorp,
39,9 µg Cd/kg
100
Övrigt
Potatisprotein
Betfiber
Vitaminer/mineraler
Proteinfoder
Spannmålsprodukter
80
60
40
20
0
håll idrag
Inne Cd-b
håll idrag
Inne Cd-b
håll idrag
Inne Cd-b
FIGUR 1. Olika komponenters viktandel i tre olika foder, samt hur stor del av
fodrens innehåll av kadmium (Cd) som kommer från respektive komponent.
Stort bidrag från proteinfoder
Samtliga foderkomponenter och
hela foderblandningar analyserades
med avseende på kadmiuminnehåll.
En stor del kadmium, ca 50 procent,
visade sig komma från proteinfodret, trots att dessa endast utgjorde ca
16 procent av fodret. Vitaminmineralblandningen och de övriga
oorganiska komponenterna bidrog
med 20 procent av kadmiuminnehållet, men utgjorde kvantitativt endast drygt 3 procent (fig. 1).
Mindre intag, men högre halter
i njure, med fasfoder
Eftersom grisarna vägdes varje vecka
och fodertilldelningen var känd, kunde
vi beräkna genomsnittligt kadmiumintag per vecka och kilo kroppsvikt
(fig. 2). I början fick fasfodergrisarna
mer proteinfoder än kontrollgrisarna och deras kadmiumintag var högre. Efterhand minskade proteindelen
i fasfodret och vid slutet av uppfödningen var fasgrisarnas kadmiumintag per vecka och kilo kroppsvikt
lägre än kontrollgrisarnas. Sett över
hela uppfödningstiden fick kontrollfodergrisarna i sig mer kadmium via
foder än fasgrisarna.
I samband med slakt undersöktes
kadmiuminnehållet i grisarnas njurar. Medelvärdet var 70,9 µg/kg våtvikt. Trots att fasfodergrisarna hade
lägre totalintag av kadmium, hade
de högre halter i njurarna (fig. 3).
Detta kan bero på att djuren som
unga hade ett högre kadmiumintag
– studier på råtta har visat att unga
djur absorberar mer kadmium än
äldre djur. Det kan också tänkas att
kadmium i olika foderkomponenter
har olika biotillgänglighet, dvs. att
det inte tas upp av kroppen i samma
grad, och därmed påverkar halterna i
njure.
Även rasen har betydelse
Vid en jämförelse av kadmiumhalter
i njurar hos grisar av olika ras och
med olika foder visade det sig att
renrasiga fasfodergrisar hade högst
halter, medan korsningar som fått
kontrollfoder hade lägst halter
(fig. 3). Skillnaden mellan raser kan
antingen bero på genetiska skillnader i upptag av kadmium, eller på att
de renrasiga grisarna växte långsammare och därmed hann äta mer foder och få i sig mer kadmium.
Kadmiumhalten i njurarna skilde inte
mellan kön. För mer detaljer om
studien, se Lindén m.fl. (1999).
Ekologisk och konventionell
svinuppfödning
I ett samarbete med institutionen för
husdjurens utfodring och vård gjordes en studie på ekologiska och konventionella grisar. På SLU:s försöksgård i Bjertorp i Västergötland föddes
80 slaktsvin av treraskorsning upp.
Ena hälften föddes upp inomhus med
konventionellt foder och den andra
Kadmiumintag (µg/kg kroppsvikt & vecka)
16
●
❒
Fasfodergrisar
Kontrollfodergrisar
12
8
4
0
0
5
10
15
20
Vecka
FIGUR 2. Kadmiumintag för fas- och
kontrollfodergrisar från Funbo-Lövsta.
{
{
FIGUR 3. KadmiumKadmiumintag (µg/kg kroppsvikt & vecka)
halt i slaktsvinsnjure
110
från grisar av olika ras
och med olika foder. De 90
horisontella linjerna
visar kadmiumhalterna 70
i njure för 10, 25, 50,
75 och 90 procent av de 50
undersökta grisarna.
30
Halten hos individer
Kontroll Fasfoder Kontroll Fasfoder
under 10%- respektive
Sv. York. x Hampshire
Sv. Yorkshire
över 90%-nivån visas
som cirklar.
föddes upp utomhus med ekologiskt
foder. Helfoder och enskilda komponenter provtogs, liksom vatten,
njure, lever, gödsel samt jord från
området där utegrisarna vistades.
Lägre halter i ekofoder ...
Det ekologiska och det konventionella fodret hade olika sammansättning (fig. 1). Kadmiumhalten var
totalt sett högre i det konventionella
fodret än i det ekologiska. I det ekologiska fodret ingick 2 procent potatisprotein som bidrog med 17 procent
av kadmiuminnehållet. Det konventionella fodret innehöll 5 procent
betfiber som bidrog med 38 procent
av kadmiuminnehållet. Båda fodren
innehöll dessutom vitamin-mineralblandningar med höga kadmiumhalter, 990 respektive 550 µg/kg. Detta
visar att vissa kvantitativt sett små
komponenter bidrar med en mycket
stor andel av fodrets kadmium.
... men utevistelse kan
ge tillskott från jord
De ekologiska grisarna hade signifikant högre kadmiumhalter i njure
(96,1 µg/kg våtvikt) än de konventionella (84,0 µg/kg våtvikt), trots
att halterna i det ekologiska fodret
var lägre. Halterna i gödsel var också
högre för de ekologiska grisarna, vilket tyder på att de har utsatts för mer
kadmium från utomhusmiljön. Jorden i utegrisarnas hägn innehöll i
Medelvärde ± standardavvikelse (min–max)
Antal gårdar
Areal (hektar)
Antal provtagna personer
Antal provtagna grisar per gård
Kadmium i svinnjure (µg/kg)*
Kadmium i träck (µg/kg)**
Kadmium i åkermark (µg/kg)**
Kadmium i helfoder (µg/kg)*
49
112 ± 98 (18–500)
60 män och 49 kvinnor
8,6 ± 1,6 (5–10), tot. 420
148 ± 61,8 (15,8–446)
280 ± 95,6 (128–519)
275 ± 120 (120–840)
46,8 ± 20,4 (11,7–≈86,9)
*) µg/kg = mikrogram per kilo våtvikt **) mikrogram per kilo torrvikt
genomsnitt 155 µg/kg lufttorkad
jord. Detta är något lägre än medelvärdet i svensk åkermark, 230 µg/kg
torrsubstans. En annan förklaring till
de högre halterna i utegrisarnas njurar skulle kunna vara att det kadmium som fanns i de båda fodren
hade olika biotillgänglighet. Kadmiumhalterna i vatten var låga och
bidrog inte nämnvärt till intaget.
Stora skillnader mellan gårdar
Från jord och foder
till djur och människa
En utvärdering av kostenkäterna visar att totalintaget av kadmium per
vecka var 98 µg för kvinnor och 122
µg för män. Detta motsvarar ett genomsnittligt veckointag på ca 1,5 µg
Cd/kg kroppsvikt, vilket är ungefär
vad man kommit fram till i andra
svenska studier. Som jämförelse kan
nämnas att en internationell expertgrupp anger 7 µg Cd/kg kroppsvikt
som högsta tolerabla veckointag
(JECFA, 1989).
I ett samarbete med institutionen för
yrkes- och miljömedicin, Lunds universitetssjukhus, studerar vi sambandet mellan kadmiumhalter i olika led
i kedjan jord – gröda – foder – djur –
människa, på slaktsvinsproducerande gårdar i Skåne. Genom utskick av enkäter till slumpvis utvalda
slaktsvinsuppfödare i Skåne, värvades frivilliga deltagare till studien.
Bland de intresserade valde vi ut 49
gårdar, enligt följande kriterier: att
minst hälften av svinfodret producerades på den egna gården, att både
man och kvinna var villiga att ställa
upp för provtagning och att båda var
icke-rökare. Två enkäter skickades
ut. Den ena innehöll frågor om bland
annat växtföljd, gödslingsrutiner och
fodersammansättning. Den andra
innehöll frågor om matvanor, för
beräkning av intaget av kadmium
med födan.
Lantbrukarnas intag
En intressant iakttagelse är att männen får nästan hälften av sitt kadmium från spannmålsprodukter som
bröd, gryn, ris och pasta, medan kvinnorna får den största delen av sitt
kadmium från grönsaker, potatis och
rotfrukter (fig. 4). Materialet är ännu
inte färdiganalyserat.
Kor i konventionell och
ekologisk produktion
På SLU:s forskningsstation i Öjebyn
drivs sedan 1990 ”Öjebynprojektet –
Kvinnor
Cerealier
36 %
Övriga
vegetabilier
43%
Män
Dryck
r
9 % alie
im
An 4 %
1
Vid ett gårdsbesök gick vi igenom
enkäterna och tog urin- och blodprover på personerna. Dessutom togs
blodprov från 5–10 grisar, och träckprover från deras boxar. Vidare togs
prover på vatten både i hushåll och i
stall, samt på helfoder och alla tillgängliga foderkomponenter. Data om
kadmiumhalter i åkermark i Skåne
erhölls från tidigare karteringar.
De hittills erhållna resultaten visas i
tabell 1. Som synes är det stor spridning mellan olika gårdar. Orsakerna
till detta är ännu inte utredda. Trots
att halterna i det skånska fodret inte
avviker nämnvärt från Funbo-Lövstaoch Bjertorpfodren är halterna i svinnjure ungefär 1,5–2 gånger högre.
Dryck
8% alier
im
An 3 %
1
Foto: Viktoria Nilzén
TABELL 1. Sammanställning av preliminära data
från Skånestudien
Cerealier
45 %
Övriga
vegetabilier
32%
FIGUR 4. Procentuellt kadmiumintag
från olika livsmedelsgrupper för män och
kvinnor, beräknat utifrån en kostenkät.
TABELL 2. Preliminära analysresultat av kadmium i vävnader från mjölkkor i
ekologisk och konventionell produktion [medelvärde ± standardavvikelse (min–
max)].
Ålder (månader)
Kalvningar (antal)
Njure (µg/kg)*
Lever (µg/kg)
Muskel (µg/kg)
Juver (µg/kg)
Ekologiska (n=32)
Konventionella (n=37)
62 ± 20 (30–122)
2,8 ± 1,7 (1–8)
365 ± 149 (124–778)
39,4 ± 24,1 (12–134)
0,49 ± 0,14 (0,21–0,75)
0,45 ± 0,25 (0,22–1,5)
59 ± 24 (19–126)
2,6 ± 1,9 (0–8)
412 ± 146 (152–787)
44,8 ± 23,7 (9,7–97)
0,51 ± 0,18 (0,22–1,1)
0,62 ± 0,48 (0,19–2,2)
*) µg/kg = mikrogram per kilo våtvikt
ekologisk produktion av livsmedel”,
där man på gårdsnivå jämför ekologisk och konventionell mjölkproduktion. 155 hektar och 100 mjölkkor
har fördelats mellan de två systemen.
Sedan december 1995 har vi samlat
mjölk- och blodprov från de kor som
går till slakt, liksom njure, lever,
muskel och juvervävnad från slakteriet. Till dags dato är njure, lever,
muskel och juver analyserade avseende kadmium från 32 kor i ekologisk och 37 kor i konventionell produktion (tab. 2).
Kadmiumhalterna i alla undersökta
vävnadsslag ligger något lägre i det
ekologiska systemet. I de preliminära
statistiska bearbetningarna syns dock
inga signifikanta skillnader mellan
systemen när det gäller kadmiumhalt. Variationen är stor mellan individer. Detta kan till viss del förklaras
av åldersskillnader, men det finns
betydande skillnader även mellan
jämngamla djur.
Besättningen i Öjebyn består av svensk
låglandsboskap (SLB) och svensk
kullig boskap (SKB), samt korsningar
dem emellan. Enligt de hittills genomförda analyserna, av kadmiumhalt i njure, skiljer sig inte kadmiumupptaget mellan raserna. Vävnadsproverna, liksom data som rör mark
och foder, analyseras vidare och kommer att utvärderas under år 2000 för
att försöka få en helhetsbild av kadmium i de två systemen.
Ansvarig utgivare:
Redaktör:
Internet:
Prenumeration och lösnummer:
Prenumerationspris:
Tryck:
Slutsatser
Kadmium från de foderkomponenter som inte produceras på den egna
gården, t.ex. proteinfodermedel, betfiber och vitamin-mineralblandningar, visade sig kunna ge ett avsevärt kadmiumbidrag till fodret. Eftersom bara en liten del kadmium absorberas i mag-tarmkanalen kommer
det mesta att utsöndras och via stallgödsel nå åkermarken. På detta sätt
sker en kontinuerlig tillförsel av kadmium till gårdens lokala kretslopp.
Därför är det viktigt med noggrann
kontroll av dessa foderkomponenter.
Kadmium utgör inte någon hälsorisk för djuren, eftersom dessa inte
blir så gamla att skadorna hinner ge
sig till känna.
Kött och mjölk innehåller små mängder kadmium. Halterna i njure är däremot mycket höga i jämförelse med
andra livsmedel, men eftersom konsumtionen av njure är liten ger detta
livsmedel ett begränsat bidrag till totalintaget av kadmium. Internationellt
sett är kadmiumhalterna i njure i våra
studier låga (Lindén m.fl., 1999). Vi har
dock sett en ökning över tiden (Petersson Grawé m.fl., 1997). För att skydda
människors hälsa är det angeläget att
minska vår exponering för kadmium.
Forskningen finansieras även av SJFR.
Ämnesord
Kadmium, människa, gris, svin, ko, nöt,
ekologisk, konventionell, exponering
Detta är MAT 21
MAT 21 är ett tvärvetenskapligt forskningsprogram. Målsättningen är att
ta fram ett vetenskapligt underlag
som kan bidra till att den svenska
jordbruksbaserade livsmedelsproduktionen uppfyller krav på långsiktig
hållbarhet och långt driven miljöanpassning.
Forskningen bedrivs i
huvudsak vid SLU, men
även vid universiteten i
Uppsala, Göteborg, Lund
och Umeå. Programmet
finansieras av den miljöstrategiska
forskningsstiftelsen MISTRA.
Litteratur
Eriksson, J., Andersson, A. & Andersson, R. 1997. Tillståndet i svensk åkermark. Naturvårdsverkets Rapport 4778.
JECFA. 1989. The 33rd meeting of the
joint FAO/WHO expert committee
on food additives. Toxicological
evaluation of certain food additives
and contaminants. Cadmium
pp.162–219. WHO Food Additives
Series: 24. WHO.
Lindén, A., Olsson, I-M. & Oskarsson,
A. 1999. Cadmium levels in feed
components and kidneys of
growing/finishing pigs. J. AOAC International, 82: 1288–1297.
Petersson Grawé, K., Thierfelder, T.,
Jorhem, L. & Oskarsson, A. 1997.
Cadmium levels in kidneys from
Swedish pigs in relation to
environmental factors – temporal
and spatial trends. Science of the Total
Environment, 208: 111–122.
Författarna är verksamma vid SLU:s
inst. för farmakologi och toxikologi,
Biomedicum, Box 573, 751 23 Uppsala. Fax: 018-50 41 44.
[email protected]
Tel: 018-471 46 79.
[email protected]
Tel: 018-471 45 14.
[email protected]
Tel: 018-471 45 09.
Britta Fagerberg, SLU, JLT-fakulteten, Box 7070, 750 07 UPPSALA
David Stephansson, SLU Informationsavdelningen, Box 7077, 750 07 UPPSALA
Telefon: 018-67 14 92 • Telefax: 018-67 35 20 • E-post: [email protected]
www.slu.se/forskning/fakta/
SLU Publikationstjänst, Box 7075, 750 07 UPPSALA
Telefon: 018-67 11 00 • Telefax: 018-67 28 54/67 30 00 • [email protected]
340 kronor + moms
SLU Reproenheten, Uppsala, 2000
ISSN 1403-1744 © SLU